Huong dan su dung PSS/Adept

42

Trong mục đặc tuyến sẽ hiển thị các giá trị I và t xác định đặc tuyến của chì. Có 2 đặc tuyến xác định bằng từ khóa MM (minimum melting time) và MC (maximum clearing time) trond field curvetype của bảng fusse_curve. Người dùng có thể thay đổi các giá trị này cho phù hợp với thiết bị thực tế. Thông thường tất cả các loại chì thực tế đều đã được cập nhật đầy đủ không cần thiết cập nhật nữa.

II.2.3.5. Chỉnh sửa đặc tính của Relay đã có : Nhấn chuột vào nút tương ứng theo hướng dẫn ở hình giao diện của chương

trình chính đã trình bày ở trên, tại màn hình sẽ xuất hiện giao diện cho phép người dùng tiến hành chỉnh sửa đặc tính của relay đã có:

Hình 7 Giao diện hiệu chỉnh cấc đặc tính của relay

Đầu tiên chọn hãng sản xuất tại mục manufacturer.

Tiếp theo chọn loại relay cần hiệu chỉnh trong mục Type. Lưu ý là cùng một loại relay nhung chỉnh định khác loại đặc tuyến vẫn được PSS/ADEPT qui định là 2 relay khác nhau. Ví dụ relay SEL351 của hãng Schweitzer trong đây được chia làm 5 loại khác nhau là SEL351_U1(đặc tuyến Moderately Inverse); SEL351_U2 (đặc tuyến Inverse); SEL351_U3 (đặc tuyến Very Inverse ) SEL351_U4 (đặc tuyến Extremely Inverse); SEL351_U5(đặc tuyến Short-Time Inverse).

Khi đó các đặc tính kỹ thuật của relay đã chọn sẽ được hiển thị tại 3 bảng.

Ở bảng trên cùng bên góc phải cho biết các thông tin chung về relay bao gồm các field sau: (các field không có giá trị sẽ được bỏ trống)

Đơn vị của dòng điện chỉnh định (Tap Unit) chọn bằng 1 nếu dùng đơn vị Ampe và chọn bằng 0 nếu dùng đơn vị tương đối

43

Định dạng thời gian chỉnh định (Time_Dial Format) chọn bằng 0 nếu lấy giá trị thời gian chỉnh định theo bảng Relay Curve (sẽ đề cập dưới đây) và chọn bằng 1 nếu cố định thời gian chỉnh định bằng giá trị nhỏ nhất, lớn nhất và độ chia nhỏ nhất cụ thể

Thời gian chỉnh định nhỏ nhất (minimum Time dial)

Thời gian chỉnh định lớn nhất (maximum Time dial)

Độ chia nhỏ nhất của thời gian chỉnh định (time dial step)

Số hiệu đặc tuyến do nhà sản xuất qui định (Curve number :không cần quan tâm)

Phân nhóm relay (Relay category name) :có các nhóm như quá dòng (OVER CURRENT RELAY), tự đóng lại (RECLOSING RELAY)

…

Ở bảng bên dưói góc trái cho biết các thông tin của nhà sản xuất về relay bao gồm các field sau:

Mã số Phạm vi dòng điện chỉnh định (TAP RANGE ID) : mỗi loại relay được các hãng sản xuất với nhiều model khác nhau , mỗi model có phạm vi dongf chỉnh điịnh khác nhau.

Giá trị dòng điện chỉnh định nhỏ nhất (minimum tap).

Giá trị dòng điện chỉnh định lớn nhất (maximum tap)

Độ chia nhỏ nhất của dòng điện chỉnh định (tap step)

Phạm vi tác động cắt tức thời (instantaneous range) : khoảng giá trị bội số ngưỡng dòng điện cho phép cài đặt chế độ cắt tức thời

…….

Bảng ở bên dưói góc phải là bảng đặc tuyến của recloser gồm 4 field như sau (mỗi khi chọn một loại relay thì bảng sẽ hiển thị các đặc tuyến của relay ấy:

Mã số relay (DevId)

Giá trị thời gian chỉnh định (TIME_DIAL) mỗi relay có một số giá trị thời gian chỉnh định theo tiêu chuẩn. Nếu relay được sản xuất theo chuẩn IEC thì có các giá trị Time_dial chuẩn là 0.05; 0.1; 0.2; 0.3; 0.4; 0.5; 0.6; 0.7; 0.8; 0.9; 1.0. Nếu relay sản xuất theo tiêu chuẩn US thì sẽ có các giá trị time_dial chuẩn là 0.5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 9; 10; 11; 12; 13; 14; 15. Từ các giá trị Time dial chuẩn này PSS/ADEPT sẽ tính và xác định các đặc tuyến của relay với giá trị time_dial bất kì

Giá trị dòng điện (Current: hoành độ trên giấy vẽ log_log) tính trên cơ sở bội số ngưỡng dòng điện tác động nhỏ nhất

44

Thời gian tác động (Time : tung độ tren giấy vẽ log_log) tính theo đơn vị giây)

Mỗi đặc tuyến của relay sẽ gồm một số record (mỗi record gồm 4 field như trên ). Mỗi record có 4 field bao gồm mã số relay, time_dial và các cặp giá trị hoành độ, tung độ xác định vị trí của đặc tuyến trên giấy vẽ log_log . Ví dụ sau cho đặc tuyến có giá trị Time_dial là 7 của relay mang mã hiệu SEL351_U3 (đặc tuyến Very INVERSE) do hãng Schweitzer sản xuất.

RelayCurve

DevId Time-Dial Time Current

SEL351-U3 8 25.6024 1.5

SEL351-U3 8 11.11706667 2

SEL351-U3 8 6.682780952 2.5

SEL351-U3 8 4.6504 3

SEL351-U3 8 3.529511111 3.5

SEL351-U3 8 2.839733333 4

SEL351-U3 8 2.382867532 4.5

SEL351-U3 8 2.063733333 5

SEL351-U3 8 1.657257143 6

SEL351-U3 8 1.417066667 7

SEL351-U3 8 1.263098413 8

SEL351-U3 8 1.1584 9

SEL351-U3 8 1.083935354 10

SEL351-U3 8 0.908971429 15

SEL351-U3 8 0.848194486 20

SEL351-U3 8 0.82014359 25

SEL351-U3 8 0.804927253 30

Bảng 1 Giá trị đặc tuyến relay SEL351_U3

45

Để hiệu chỉnh đặc tuyến của recloser người dùng có thể chỉnh lại các giá trị Time và current tưong ứng để có đặc tuyến hiệu chỉnh phù hợp với thực tế. Trưòng hợp muốn thêm đặc tuyến chưa có trong bảng trên người dùng có thể tạo một table (bảng) tương tự như trên trong EXCEL rồi “dán” vào trong bảng đặc tuyến relay trong cơ sở dữ liệu này. Lưu ý trước khi dán phải tạo nên một số record trống tương đương trong bảng đặc tuyến (Relay curve).

Trường hợp hay phải điều chỉnh đặc tuyến của relay nhất là khi relay được sản xuất thỏa cả hai chuẩn IEC và US nên cho phép chọn lựa giá trị Time dial theo cả hai chuẩn IEC và US. Giá trị thực tế cài đặt sử dụng và các giá trị trong cơ sở dữ liệu của PSS/ADEPT này theo hai chuẩn khác nhau như trường hợp ngưòi viết đã gặp phải đối với relay SEL351_U3 như trên. (Giá trị trong cơ sở dữ liệu theo chuẩn US còn giá trị cài đặt thực tế tại trạm Phú Định lại theo chuẩn IEC)

II.2.3.6. Chỉnh sửa đặc tính của Recloser đã có : Nhấn chuột vào nút tương ứng theo hướng dẫn ở hình giao diện của chương

trình chính đã trình bày ở trên, tại màn hình sẽ xuất hiện giao diện cho phép người dùng tiến hành chỉnh sửa đặc tính của relay đã có:

Hình 8 Giao diện hiệu chỉnh các đặc tính của recloser

Đầu tiên chọn hãng sản xuất tại mục manufacturer.

Tiếp theo chọn loại recloser cần hiệu chỉnh trong mục Type. Khi đó các đặc tính kỹ thuật của recloser đã chọn sẽ được hiển thị tại 3 bảng.

Ở bảng trên cùng bên góc phải cho biết các thông tin chung về recloser bao gồm các field sau: (các field không có giá trĩe được bỏ trống)

Điện áp định mức

Loại recloser : thủy lực hay điện tử

46

Môi trường dập hồ quang

Mức độ xung cơ bản (BIL: basic Impulse level)

Dòng điện định mức lớn nhất cho phép

Số catalogue do nhà sản xuất qui định (không cần thiết)

Mã số bộ điều khiển điện tử (đối với bộ điều khiển của recloser điện tử)

Ở bảng bên dưói góc trái cho biết các thông tin về định mức của recloser bao gồm các field sau:

Dòng điện định mức cuộn dây điều khiển (đối với recloser thủy lực)

Ngưỡng tác động sự cố nhỏ nhất. (Đối với recloser điện tử field này sẽ có nhiều giá trị cho người dùng lực chọn, khi đó hệ số nhân trục ngang đề cập ở dưới cũng phải thay đổi tương ứng)

Điện áp hoạt động

Dòng điện sự cố định mức cho phép

Mã số đặc tuyến sử dụng (dùng để tham chiếu đến các đặc tuyến đã có trong bảng đặc tuyến) thường chính là tên của loại recloser đang xét.

Hệ số nhân trục ngang của đặc tuyến. (Đặc tuyến của recloser được xây dựng với 1 ngưỡng tác động sự cố nhất định khi sử dụng recloser ở ngưỡng tác động sự cố khác cần phải có hệ số nhân trục ngang để hiệu chỉnh đặc tuyến)

Bảng ở bên dưói góc phải là bảng đặc tuyến của recloser gồm 4 field như sau (một bảng chung cho tất cả các recloser ):

Mã số đặc tuyến (CURVE_PTR) cho phép tham chiêu đến đặc tuyếnkhi đã được chọn ở bảng định mức ở trên

Tên loại đặc tuyến (CURVE_SET_TYPE) chỉ cụ thể tên của loại đặc tuyến của recloser (mỗi recloser có thể có nhiều đặc tuyến khác nhau)

Giá trị dòng điện (X: hoành độ trên giấy vẽ log_log) tương ứng là thời gian tác động (Y : tung độ tren giấy vẽ log_log)

Mỗi đặc tuyến của recloser sẽ gồm một số record (mỗi record gồm 4 field như trên ). Mỗi record có 4 field bao gồm mã số đặc tuyến, tên loại đặc tuyến và các cặp giá trị hoành độ, tung độ xác định vị trí của đặc tuyến trên giấy vẽ log_log . Ví dụ sau cho đặc tuyến A của recloser C4H của hãng Cooper

47

RecloserCurve

CURVE_PTR CURVE_SET_TYPE X Y

REC4H A 10 0.61

REC4H A 12.32 0.339

REC4H A 14.99 0.217

REC4H A 17.58 0.16

REC4H A 19.84 0.132

REC4H A 22.34 0.111

REC4H A 24.87 0.096

REC4H A 29.76 0.078

REC4H A 34.72 0.068

REC4H A 40.05 0.06

REC4H A 44.96 0.055

REC4H A 49.74 0.052

Bảng 2 Giá trị đặc tuyến recloser C4H của hãng Cooper

Đê hiệu chỉnh đặc tuyến của recloser người dùng có thể chỉnh lại các giá trị X, Y tưong ứng để đặc tuyến hiệu chỉnh phù hợp với thực tế. Trưòng hợp muốn thêm đặc tuyến chưa có trong bảng trên người dùng có thể tạo một table (bảng) tương tự như trên trong EXCEL rồi “dán” vào trong bảng đặc tuyến recloser trong cơ sở dữ liệu này. Lưu ý trước khi dán phải tạo nên một số record trống tương đương trong bảng đặc tuyến (Recloser curve).

Trường hợp phải hiệu chỉnh đặc tuyến của recloser hay gặp nhất là các recloser điện tử do chúng cho phép người dùng chọn rất nhiều đặc tuyến khác nhau cũng như cho phép người dùng cài đặt các thông số về thời gian hiệu chỉnh cũng như ngưỡng tác động nhanh khác nhau nên đặc tuyến hoạt động thực của recloser rất phong phú trong khi đặc tuyến trong cơ sở chỉ có dạng chuẩn chưa được hiệu chỉnh. Người viết đã gặp trường hợp đối với recloser của hãng Cooper dùng đặc tuyến 201 cài hệ số điều chỉnh thời gian là 0.4 và ngưỡng tác động nhanh là 3.5; trong khi đó trong cơ sở dữ liệu chỉ có đặc tuyến 201 chuẩn. Hai đặc tuyến thể hiện như sau

48

Hình 9 Đặc tuyến chuẩn và đặc tuyến đã hiệu chỉnh

Hết chương !

CHƯƠNG 3: BIỂU DIỂN, PHÂN TÍCH VÀ

ĐÁNH GIÁ DỮ LIỆU HỖ TRỢ RA QUYẾT ĐỊNH

50

CCHHƯƯƠƠNNGG 33:: BBIIỂỂUU DDIIỄỄNN,, PPHHÂÂNN TTÍÍCCHH VVÀÀ ĐĐÁÁNNHH GGIIÁÁ KKẾẾTT QQUUẢẢ PPHHÂÂNN TTÍÍCCHH HHỖỖ TTRRỢỢ RRAA QQUUYYẾẾTT ĐĐỊỊNNHH

Trong mọi tổ chức, mọi nhà quản lý đều cần có thông tin để vạch kế hoạch, tổ chức, để bảo đảm thực hiện chức năng của mình: Chỉ huy và kiểm soát. Hiệu quả của quản lý liên quan chặt chẽ tới số lượng và chất lượng của thông tin mà người quản lý nhận được. Những luồng thông tin luân chuyển trong hệ thống liên lạc của tổ chức. Chúng không chỉ chuyển giao các phần tử cần thiết cho việc ra quyết định mà còn phải điều phối các hoạt động của các cá nhân trong tổ chức để điều hòa hợp lý với các mục đích của tổ chức. Thông tin được xem là thông tin quản lý nếu được nhà quản lý cần hoặc muốn sử dụng để thực hiện tốt chức năng của họ.

Hệ thống thông tin quản lý của Điện lực hiện nay luôn được EVN đầu tư phát triển như các chương trình CMIS FMIS và cả phần mềm PSS/ADEPT.

Với phần mềm PSS/ADEPT, ta dễ dàng thực hiện các thao tác biểu diễn, phân tích và đánh giá các kết quả phân tích lưới điện từ phần mềm. Với các thông tin này giúp chúng ta quản lý và ra quyết định trong quá trình công tác. Các kết quả tính toán của phần mềm, giúp phân tích, lập kế hoạch, quản lý và ra quyết định.

Hệ quyết định: Thực hiện các tác vụ quản lý đưa ra các quyết định chiến lược, chiến thuật trong thời gian ngắn hạn hoặc dài hạn.

Hệ tác nghiệp: Gồm các hoạt động thực hiện các công việc có tính cạnh tranh để mục tiêu đã xác định bởi hệ quyết định.

Hệ thông tin: Thực hiện việc liên hệ giữa 2 hệ bảo đảm cho chúng vận hành để đơn vị đạt các mục tiêu đề ra.

Bằng các minh hoạ cụ thể được trình bày trong chương, hy vọng sẽ giúp cho các quá trình này diễn ra hiệu quả và nhanh chóng.

51

II.. BBiiểểuu ddiiễễnn

II..11.. XXeemm ccáácc cchhiiềềuu pphhâânn bbốố ccôônngg ssuuấấtt Ta có thể xem các chiều phân bố công suất (dòng chảy) ngay trực tiếp trên sơ

đồ sau khi thực hiện giải bài toán phân bố công suất. Chiều phân bố của công suất thể hiện cho cả 2 thành phần: thành phần công suất thực (P) và công suất kháng (Q). Màu sắc hiển thị của các thành phần công suất có thể được chọn lựa sau cho phù hợp nhất trên từng sơ đồ tính toán. Để thực hiện việc này, ta thực hiện như sau:

- Mở một sơ đồ lưới điện

- Chạy bài toán phân bố công suất. Kết quả chạy bài toán phân bố công suất như sau:

Hình 1 Mở sơ đồ hiện hữu

-Chọn popmenu\Diagram Properties...

52

Hình 2 Pop menu

Hộp thoại Diagram Properties...cho phép chọn lựa nhiều cách thể hiện sơ đồ lưới điện

53

Hình 3 Hộp thoại Diagram Properties

Tại hộp thoại này, ta cho thể chọn lựa màu sắc phù hợp để thể hiện cho các thành phần của cả sơ đồ hay cho để thể hiện chiều phân bố của các thành phần công suất P, Q.

Để thể hiện theo chế độ hoạt hình (chạy và nhấp nháy), ta đánh dấu vào mục chọn ”Animate” trên hộp thoại Diagram Properties.

Hình 4 Hộp thoại chọn lựa màu sắc

Để thể hiện chiều phân bố công suất theo chế độ hoạt hình trên các sơ đồ tính toán, bạn cần hiện 3 bước sau :

1. Chạy bài toán phân bố công suất.

2. Đánh dấu vào mục chọn ”Animate” trong hộp thoại Diagram Properties

3. Chọn ”power”trong hộp danh sách ”Display” tại thẻ ”Result”

54

Để thấy được chiều phân bổ công suất ta cần thực hiện chọn ”power”.trong hộp danh sách ”Display” tại thẻ ”Result” như sau.

Hình 5 Chọn ”power”trong hộp danh sách ”Display” tại thẻ ”Result”

II..22.. CChhọọnn mmààuu ssắắcc hhiiểểnn tthhịị kkếếtt qquuảả ttíínnhh ttooáánn Phần mềm PSS/ADEPT cung cấp khả năng dùng màu sắc để thể hiện kết quả

tính toán. Để thực hiện điề này, tại hộp thoại Diagram Properties ta chọn thẻ ”Color Coding”, trong hộp danh sách ”Mode” ta thấy các chủ đề có thể được thể hiện với các màu sắc khác nhau.

55

Sau khi chon chủ đề muốn thể hiện màu ta ấn vào nút mở màu, hộp thoại chọn lựa màu sẽ giúp ta chọn được màu sắc thể hiện mong muốn.

Hình 6 Hộp thoại Diagram Properties, chọn chủ đề ”Unbalance nodes and Branches”

IIII.. PPhhâânn ttíícchh

IIII..11.. PPhhâânn ttíícchh ttrrêênn ccáácc ssơơ đđồồ ttíínnhh ttooáánn Sau đây minh hoạ sử dụng màu sắc đển thể hiện các nút và các nhánh trên lưới

mất cân bằng.

Tại hộp thoại Diagram Properties ta chọn thẻ ”Color Coding”, trong hộp danh sách ”Mode” ta chọn chủ đề ”Unbalance nodes and Branches” và chọn màu phân tích là màu xanh dương.

Dữ liệu mẫu có sẵn trên CD-ROM/DATA

56

Hình 7 Hộp thoại Diagram Properties, chọn chủ đề ”Unbalance nodes and Branches”

sẽ thể hiện

Sau khi chạy bài toán phân tích, kết quả thể hiện trên sơ đồ, phần mất cần bằng thể hiện bằng màu xanh dương rất thuận tiện cho việc phân tích sơ đồ

Hình 8 Vùng mất cân bằng trên lưới

57

IIII..22.. PPhhâânn ttíícchh ttrrêênn ccáácc đđồồ tthhịị Qúa trình phân tích các mô hình lưới điện, phần mềm cung cấp cho chúng ta

rất nhiều đồ thị để giúp phân tích nhanh kết quả tính toán. Sau đây minh họa cách thể hiện đồ thị điện áp tại một nút đã chọn.

Hình 9 Xem đồ thị điện áp

Hình 10 Đồ thị điện áp nút được chọn

58

Hình 11 Đồ thị điện áp Bus được chọn

IIIIII.. ĐĐáánnhh ggiiáá

Sau đây minh hoạ khả năng sử dụng phần mềm để đánh giá hiệu quả các bài toán phân tích trước và sau cải tạo nâng cấp lưới điện.

Đối tượng đánh giá ở đây là một tuyến dây trung thế thuộc Điện lực Hà Nội.

Bài toán phân tích nhằm thể hiện tính hiệu quả đạt được khi lắp các giàn tụ bù trên lưới.

Mô hình tính toán của tuyến dây trung thế thuộc Điện lực Hà Nội đã xây dựng trên phần mềm PSS/ADEPT như sau:

59

Hình 12 Mở lưới điện có sẵn

Hình 13 Menu Pop

60

Để thể hiện kết quả tính toán bằng màu sắc, ta chon màu và chủ đề thể hiện như sau:

-Chủ đề: Kết quả tính toán các theo mức điện áp.

- Màu sắc: Điện áp cao-màu xanh dương. Điện áp trung bình-màu tím. Điện áp thấp-màu đỏ.

Hình 14 Chọn chủ đề muốn hiển thị màu

Hình 15 Hộp thoại Diagram Properties thẻ ”Color Coding”

Sau đó thực hiện giải bài toán phân bố công suất ta nhận được kết quả như sau:

61

Hình 16 Hiện trạng điện áp của tuyến dây trước khi giải bài toán CAPO

Sau đây ta thực hiện chạy bài toán xác định vị trí bù tối ưu.

Các giá trị đặt cho bài toán CAPO trong hộp thoại ”Analysis Option” như sau:

Vùng điện áp cao (màu xanh

dương) Vùng điện áp thấp (màu đỏ)

62

Hình 17 Hộp thoại ”Analysis Option”

Hình 18 Kết quả tính toán CAPO: Có 4 vị trí bù cố định được lắp trên lưới

Kết quả tính toán CAPO: Có 4 vị trí bù cố định được lắp trên lưới

Solving load flow... Load flow solution converged after 6 iterations. Beginning CAPO analysis... Placing 300.00 kvar fixed capacitor bank at node NODE15. Placing 300.00 kvar fixed capacitor bank at node NODE13. Placing 300.00 kvar fixed capacitor bank at node NODE12. Placing 300.00 kvar fixed capacitor bank at node NODE11. Placed 4 fixed capacitor bank(s). Placed 0 switched capacitor bank(s). Initial system loss: 50.35 kW 50.06 kvar Final system loss: 41.37 kW 39.82 kvar ----------------------------------------------------- Power savings: 8.99 kW 10.24 kvar CAPO analysis completed; Scroll up to view messages.

Updating network...

Vị trí bù 1

Kết quả chạy bài toán CAPO

Vị trí bù 2

Vị trí bù 3

Vị trí bù 4

63

Vùng thể hiện màu sắc theo mức điện áp:

Toàn bộ tuyến dây có điện áp đạt yêu cầu (điện áp cao-màu xanh dương)

Hình 19 Hiệu quả cải thiện điện áp khi giải bài toán CAPO

Toàn bộ tuyến dây có điện áp đạt

yêu cầu (điện áp cao-màu xanh dương)

64

Hình 20 Tính toán CAPO sử dụng 1 tụ bù

Kết quả tính toán CAPO: Khi chỉ có 1 vị trí bù cố định được lắp trên lưới

Beginning CAPO analysis... Placing 300.00 kvar fixed capacitor bank at node NODE15. Placed 1 fixed capacitor bank(s). Placed 0 switched capacitor bank(s). Initial system loss: 50.35 kW 50.06 kvar Final system loss: 43.13 kW 41.91 kvar ----------------------------------------------------- Power savings: 7.23 kW 8.15 kvar CAPO analysis completed; Scroll up to view messages. Updating network...


-Phần đầu tuyến dây:Vùng điện áp cao (màu xanh dương)- khoảng 50%

-Phần sau tuyến dây:Vùng điện áp thấp (màu đỏ)- khoảng 50%

Vị trí bù 1

Phần đầu tuyến dây:Vùng điện áp

cao (màu xanh dương)

Phần sau tuyến dây:Vùng điện áp

thấp (màu đỏ)

65


Kết quả tính toán CAPO: Khi chỉ có 2 vị trí bù cố định được lắp trên lưới

Beginning CAPO analysis... Placing 300.00 kvar fixed capacitor bank at node NODE15. Placing 300.00 kvar fixed capacitor bank at node NODE13. Placed 2 fixed capacitor bank(s). Placed 0 switched capacitor bank(s). Initial system loss: 50.35 kW 50.06 kvar Final system loss: 42.18 kW 40.80 kvar ----------------------------------------------------- Power savings: 8.17 kW 9.26 kvar CAPO analysis completed; Scroll up to view messages. Updating network...

Vị trí bù 1 Vị trí bù 2




thấp (màu đỏ)

66





Kết quả tính toán CAPO:

Khi chỉ có 3 vị trí bù cố định được lắp trên lưới

Beginning CAPO analysis... Placing 300.00 kvar fixed capacitor bank at node NODE15. Placing 300.00 kvar fixed capacitor bank at node NODE13. Placing 300.00 kvar fixed capacitor bank at node NODE12. Placed 3 fixed capacitor bank(s). Placed 0 switched capacitor bank(s). Initial system loss: 50.35 kW 50.06 kvar Final system loss: 41.93 kW 40.44 kvar ----------------------------------------------------- Power savings: 8.43 kW 9.62 kvar CAPO analysis completed; Scroll up to view messages.




thấp (màu đỏ)

Vị trí bù 1 Vị trí bù 2

67

Updating network..





Beginning CAPO analysis... Placing 300.00 kvar fixed capacitor bank at node NODE15. Placing 300.00 kvar fixed capacitor bank at node NODE13. Placing 300.00 kvar fixed capacitor bank at node NODE12. Placing 300.00 kvar fixed capacitor bank at node NODE11. Placed 4 fixed capacitor bank(s). Placed 0 switched capacitor bank(s). Initial system loss: 50.35 kW 50.06 kvar Final system loss: 41.37 kW 39.82 kvar ----------------------------------------------------- Power savings: 8.99 kW 10.24 kvar CAPO analysis completed; Scroll up to view messages.

68

Updating network...

IIVV.. TTíínnhh ttooáánn llưướớii đđiiệệnn qquuyy mmôô llớớnn nnhhiiềềuu ccấấpp đđiiệệnn áápp

IIVV..11.. ĐĐiiềềuu cchhỉỉnnhh ttooạạ đđộộ Phần mềm PSS/ADPET được sử dụng tính toán rất hữu hiệu cho lưới phân

phối. Theo nhà cung cấp, phần mềm này có thể áp dụng tính toán cho lưới truyền tải, siêu cao áp.

Các Điện lực khu vực, sau khi áp dụng tính toán cho lưới phân phối trung thế có thể mở rộng tính toán hoặc lưới truyền tải nếu muốn.

Hình 24 Sơ đố tính toán 1 tuyến dây trung thế hiện hữu chuẩn bị mở rộng

Để thực hiện tính toán cho lưới phân phối hạ thế từ 1 tuyến dây trung thế ta thực hiện như sau:

Từ sơ đố tính toán 1 tuyến dây trung thế hiện hữu ta vào menu Diagram/Adjust Coordinates...để mở chức năng giúp ta điều chỉnh toạ độ.

Bus được chọn để vẽ thêm lưới điện hạ thế vào

69

Hộp thoại Adjust Coordinates như dưới đây, sau đó ta thực hiện phóng lớn giãn sơ đồ lên gấp 3 lần như sau:

Hình 25 Hộp thoại Adjust Coordinates

Sau đó lưới hạ thế được vẽ thêm vào như sau

Hình 26 Mở rộng lưới điện tính toán, lưới điện hạ thế được vẽ thêm vào 1 nút trung

thế

Lưới điện hạ thế được vẽ thêm vào 1

nút trung thế

70

IIVV..22.. TTíínnhh ttooáánn ttổổnngg ttrrởở mmááyy bbiiếếnn tthhếế Đây là chương trình do nhóm biên soạn xây dựng, bạn liên hệ để được cấp đĩa

cài đặt chương trình

Hình 27 Giao diện chương trình tính Tính toán tổng trở máy biến thế

Hết chương !

CHƯƠNG 4: ĐÚC KẾT KINH NGHIỆM ÁP

DỤNG TẠI MỘT SỐ LƯỚI ĐIỆN CỦA CÁC ĐIỆN LỰC

KHU VỰC

72

CCHHƯƯƠƠNNGG 44:: ĐĐÚÚCC KKẾẾTT KKIINNHH NNGGHHIIỆỆMM ÁÁPP DDỤỤNNGG TTẠẠII MMỘỘTT

SSỐỐ LLƯƯỚỚII ĐĐIIỆỆNN CCỦỦAA CCÁÁCC ĐĐIIỆỆNN LLỰỰCC KKHHUU VVỰỰCC

Hiện nay, các đơn vị Điện lực khu vực trong các Công ty Điện lực chưa có phần mềm mạnh để tính toán các thông số lưới phục vụ các công tác của đơn vị. Chẳng hạn như: Các đơn vị đang sử dụng các chương trình theo dõi mất điện, thống kê số vụ, thời gian mất điện nhưng chưa áp dụng các chỉ số cụ thể để đánh giá độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện. Các công ty điện lực trên thế giới thường xây dựng một số chỉ số định lượng cụ thể để đánh giá. Các thông số báo cáo như bình quân khách hàng khu vực sinh hoạt bị mất điện 3 vụ/năm, 120 phút/năm, ... sẽ cụ thể, dễ hiểu, dễ đánh giá hơn.

Trước bối cảnh như vậy, đối với các Cộng ty Điện lực đang đặt ra một số yêu cầu sau:

Các đơn vị quản lý lưới điện cần hệ thống hoá, chuẩn hoá kiến thức áp dụng tính toán về điện trong các hoạt động của Công ty nhất là công tác quản lý kỹ thuật vận hành lưới điện. Ưu tiên là các bài toán: phân bố công suất trên lưới, ngắn mạch, bù công suất phản kháng, độ tin cậy,…là các vấn đề mà các đơn vị cần giải quyết hàng ngày, thậm chí hàng giờ. Thông tin chi tiết về sử dụng phần mềm tính toán kỹ thuật điện chuyên ngành như PSS/U, PSS/ADEPT, PSS/E.

Trang bị kiến thức CNTT nói chung và phần mềm tính toán kỹ thuật chuyên ngành điện nói riêng cho các đơn vi trực thuộc trong các Công ty Điện lực. Để có thể đánh giá, theo dõi và giám sát hiệu quả công tác phát triển xây dựng mới, đại tu cải tạo, quản lý kỹ thuật và vận hành lưới điện của các đơn vị dựa vào công cụ hiệu quả là phần mềm tính toán kỹ thuật điện PSS/ADEPT.

Trước các hiệu quả tốt đẹp do các phần mềm đem lại, các Công ty Điện lực sẽ trang bị phần mềm PSS/ADEPT cho các đơn vị trực thuộc.

Tuy nhiên các Công ty Điện lực cần tham khảo thêm các kinh nghiệm áp dụng của các đơn vị bạn trước khi mua các phần mềm này. Sau đây trình bày các kinh nghiệm đúc kết từ quá trính áp dụng của các đơn vị.

73

II.. TTổổnngg kkếếtt áápp ddụụnngg

II..11.. CChhứứcc nnăănngg ttíínnhh ttooáánn Phần mềm PSS/ADEPT cung cấp đầu đủ các chức năng tính toán toán phân

tích lưới điện hiện nay.

Các đơn vị đã nắm vững và sử dụng thành thạo phần mềm PSS/ADEPT bao gồm:

Thiết lập thông số cho phần mềm.

Thiết lập thuộc tính cho lưới điện cần tính toán.

Mô hình hoá các phần tử lưới điện trong phần mềm

Xây dựng và bổ sung từ điển dữ liệu vật tư thiết bị.

Thu thập số liệu đo đạc thực tế, xử lý dữ liệu thô, chuyển đổi từ các phầm mềm hỗ trợ.

Nhập liệu vào phần mềm.

Xuất dữ liệu tính toán theo 8 bài toán yêu cầu.

Tạo các báo cáo kết quả tính toán và phân tích lưới điện.

Tính toán và phân tích lưới điện theo 2 loại sơ đồ là: Sơ đồ địa dư (bản đồ) và sơ đồ nguyên lý.

II..22.. TThhuu tthhậậpp vvàà xxửử llýý ssốố lliiệệuu đđầầuu vvààoo.. Số liệu đầu vào cho phần mềm PSS/ADEPT chia có thể thành 2 loại:

Số liệu quản lý: Số liệu quản lý kỹ thuật của thiết bị như: dây dẫn, nguồn, thiết bị bảo vệ-đóng cắt,…Số liệu này khp6ng cần xử lý tính toán trước khi nhập vào phần mềm PSS/ADEPT .

Số liệu tính toán: Số liệu đầu vào của phần mềm PSS/ADEPT cần phải xử tính trước khi đưa vào tính toán là: P, Q hay A kwh từng nút. Số liệu này cần phải thu thập chính xác để bảo đảm kết quả tính toán của phần mềm PSS/ADEPT .

Khi áp dụng cho bài toán vận hành lưới điện hiện hữu, công việc cập nhật lưới điện phải chính xác đúng với thực tế; đối với đường dây đã vận hành lâu năm, phải có kinh nghiệm đánh giá hệ số đường dây đúng mới cho kết quả tính toán đúng

74

So sánh kết quả của trạng thái trước và sau khi dùng trình TOPO để xác định lại lưới điện, ta nhận thấy tổn thất công suất, tổn thất năng lượng giảm đáng kể, nhưng điều đang quan tâm nhất là điện áp trung thế cung cấp được cải thiện đáng kể. Nó phản ánh mức độ hữu ích của trình con TOPO. Trình TOPO còn cho phép tìm cấu hình lưới điện chống quá tải, hay chống sụt áp quá mức cho phép.

IIII.. CCáácc kkiiếếnn nngghhịị

IIII..11.. VVềề ssốố lliiệệuu đđầầuu vvààoo

Nếu số liệu đầu vào phần mềm PSS/ADEPT gần chính xác thì bài toán thể hiện đáp số gần đúng với số liệu thực tế.

Hiện nay, Công ty chưa trang bị các thiết bị do ghi dữ liệu để các đơn vị thu thập sát với thực tế, để có thể thu thập và xây dựng đồ thị phụ tải đúng với tính chất phụ tải. Hầu hết các cách sử lý số liệu của các đơn vị hiện nay là khác nhau, ảnh hưởng nhiều đến kết quả tính toán và có thể kiểm soát kết quả tính toán.

Dữ liệu từ chương trình PSS/ADEPT có thể chuyển sang Excel, nhờ Excel hỗ trợ trong quá trình xữ lý và nhập dữ liệu và từ dữ liệu ở bảng Excel ta chuyển sang chương PSS/ADEPT.

Phải có sự đồng bộ thời gian xác định giá trị tải của các trạm công cộng, khách hàng và thời gian đo dòng trung thế của các nhánh. Đảm bảo kết quả chương trình có độ tin cậy cao.

Nâng cao hơn tính chính xác của chương trình bằng cách kiểm tra giá trị điện áp tại các nút cuối nguồn trên thực tế, so sánh với giá trị chương trình.

Kiểm tra độ chính xác của bài toán tính ngắn mạch bằng cách so sánh với chương trình tính ngắn mạch củaTrung Tâm Điều Độ Thông Tin tại một số nút đặc trưng. Đặt cơ sở chính xác cho bài toán phối hợp bảo vệ.

Có thể thiết lập lưới điện mô phỏng tính toán phù hợp với hiện trạng thực tế lưới điện đang quản lý, vận hành với các thông số vận hành đặc trưng như điện áp, dòng điện, công suất tiêu thụ, … để có thể tính toán tổn thất công suất, phân bố công suất lưới điện, kiểm tra phối hợp cài đặt bảo vệ, tính toán ngắn mạch, xác định dung lượng bù tối ưu, …;

Có thể hiệu chỉnh và thay đổi các thông số lưới điện luôn phù hợp thực tế vận hành;

75

Có thể triển khai khảo sát tính toán các công trình ĐT, SCL, XDM… đảm bảo phù hợp với các chỉ tiêu như suất sự cố, tổn thất điện năng, đánh giá chính xác độ tin cậy lưới điện;

Thuật toán tính lặp các thông số lưới điện của phần mềm gần như không hạn chế số lần tính;

Có thể sử dụng phần mềm tính toán lưới điện PSS/ADEPT để khảo sát, tính toán dự báo tổn thất điện năng mỗi khi lưới điện có biến động về trạm trung gian, lưới điện và phụ tải;

Dung lượng tập tin sơ đồ đơn tuyến toàn lưới điện lớn nên khi thực thi các thuật toán tính toán vị trí bù tối ưu, điểm dừng tối ưu, … tốn nhiều thời gian mới có được kết quả cụ thể;

Do hiện trạng lưới điện có các nhánh rẽ trung thế một pha (8,7kV) được đấu nối vào các pha khác nhau trên tuyến dây nên khi khảo sát phân bố công suất lưới điện còn phức tạp vì phải thực hiện nhiều lần trên các pha khác nhau và tổng hợp lại số liệu;

Không giống như các phần mềm chuyên dùng khác, phân loại lớp layer (màu sắc, đường nét) trên bản vẽ gần như không có nên không thuận lợi quản lý và thực hiện cập nhật trên bản vẽ;

Phụ tải (loads) lưới điện được cập nhật vào bản vẽ chưa thật sự phù hợp do phần trạm biến thế chưa được thể hiện;

Công tác cập nhật chưa được chủ động do phần mềm tính toán PSS/ADEPT hiện phải truy cập qua mạng nên bị ảnh hưởng bởi tốc độ truy cập cũng như hạn chế thời gian. Mặt khác các thông số lưới điện cần phải cập nhật là quá nhiều;

Đánh giá độ tin cậy lưới điện không phù hợp do phần mềm bắt buộc phải khai báo số kW/1 khách hàng nên kết quả chưa thực sự phù hợp với phụ tải trạm biến thế công cộng và trạm khách hàng (thuê bao) hiện có trên lưới điện đang quản lý;

Phụ tải lưới điện cũng như dữ liệu quản lý khách hàng từ bộ phận kinh doanh thường xuyên biến động cần phải cập nhật liên tục nhưng khả năng liên kết dữ liệu còn hạn chế do phải nhập số liệu thủ công đòi hỏi nhiều nhân lực và thời gian;

Mục Protection equipment của phần mềm còn hạn chế về các loại thiết bị đóng cắt bảo vệ như máy cắt đầu tuyến và recloser phân đoạn chưa có đầy đủ so với số lượng và chủng loại thiết bị hiện có vận hành trên lưới điện.

76

Đối với các Điện lực dùng chung tuyến dây trung thế 15kV việc cập nhật còn nhiều hạn chế do chưa có đầy đủ về phần lưới điện do đơn vị bạn quản lý và cách tính toán, khai báo các thông số lưới điện vào phần mềm. Cụ thể như các trường hợp phải giả lập nguồn đối với đơn vị nhận điện và trường hợp phải giả lập tải đối với đơn vị quản lý MC đầu nguồn;

Các thông số khai báo tổng trở nguồn (trạm trung gian) khi thực hiện tính toán phối hợp bảo vệ lưới điện chưa được chủ động;

Việc cập nhật lưới điện sử dụng phần mềm thực hiện còn tùy tiện chưa theo qui tắc chung.

IIII..22.. VVềề pphhầầnn mmềềmm:: Các đơn vị đều kiến nghị trang bị khoá cứng phần mềm cho các đơn vị sử

dụng. Bản quyền được mua bao gồm đầy đủ các module tính toán và yêu cầu nhà cung cấp thực hiện hỗ trợ thêm các chức năng của phần mềm cho phù hợp đặc thù lưới điện như: Hỗ trợ dữ liệu GIS và các cơ sở dữ liệu đang sử dụng hiện nay tại Công ty như: oracle, SQL,….

Bổ sung đầy đủ các loại dây dẫn vào từ điển dữ liệu dây dẫn và bổ sung các đường đặc tuyến TCC của các thiết bị bảo vệ hiện hữu đang sử dụng trên lưới phân phối như máy cắt, recloser, cầu chì,…vào module tính toán phối hợp bảo vệ.

Giá trị trung bình của dòng điện (tính được từ giá trị Imax , Imin của Đội QLLĐ đo được) trong 01 ngày không đủ chính xác.

Mở rộng chương trình nhập thông số P, Q của một tải tại nhiều thời điểm khác nhau.

Chương trình hoàn toàn có khả năng giải quyết bài toán phối hợp bảo vệ một cách đơn giản.

Do chương trình tích hợp nhiều chức năng : PF,PR, … nên tạo thuận lợi cho việc lựa chọn thiết bị bảo vệ theo dòng định mức làm việc, ví dụ như cầu chì.

Đặc biệt việc áp dụng bài toán tính dung lượng bù đã giúp Điện lực xác định nhu cầu công suất kháng cho toàn lưới, kiểm tra các vị trí bù hiện hữu và phục vụ công rà soát đánh giá tổng thể bài toán bù theo đặc thù riêng của lưới điện Cần Giờ. Bài toán này giúp Điện lực áp dụng ngay các kết quả tính toán từ PSS/ADEPT vào công tác cụ thể đang triển khai tại Điện lực.

Thư viện đa dạng, hiệu chỉnh các tham số dễ dàng.

Vùng đồ họa làm việc rộng, hầu như không hạn chế số nút, khí cụ, thiết bị, … thuận tiện trong việc thiết lập sơ đồ đơn tuyến lưới điện;

77

Có thể đánh giá rằng, việc áp dụng phần mềm này, đã mang lại hiệu quả thiết thực cho các đơn vị.

Hết chương !

CHƯƠNG 5: QUẢN LÝ VÀ TÍNH TOÁN

LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRÊN NỀN HỆ THỐNG

THÔNG TIN ĐỊA LÝ

79

CCHHƯƯƠƠNNGG 55:: QQUUẢẢNN LLÝÝ VVÀÀ TTÍÍNNHH TTOOÁÁNN LLƯƯỚỚII ĐĐIIỆỆNN PPHHÂÂNN

PPHHỐỐII TTRRÊÊNN NNỀỀNN HHỆỆ TTHHỐỐNNGG TTHHÔÔNNGG TTIINN ĐĐỊỊAA LLÝÝ

GGIISS--BBAASSEEDD DDIISSTTRRIIBBUUTTIIOONN NNEETTWWOOKK AANNAALLYYSSIISS AANNDD MMAANNAAGGEEMMEENNTT

Bài viết trình bày việc quản lý và tính toán lưới điện phân phối trên nền hệ thống thông tin địa lý GIS. Bài toán giải tích lưới điện phân phối được kết hợp với hệ thống GIS làm cho việc quản lý, tính toán lưới điện mang tính trực quan, sinh động, thân thiện với người sử dụng. Kết quả nghiên cứu được phát triển thành một chương trình thực tế, áp dụng trong việc tính toán các lưới điện phân phối của các điện lực địa phương.

Vấn đề phân tích các bài toán phân bố công suất, tính toán ngắn mạch trong lưới điện luôn mang tính thời sự. Hiện nay, trên thị trường có khá nhiều phần mềm giải tích lưới điện với các module rất mạnh, như tính toán ngắn mạch, phân bố công suất, đánh giá ảnh hưởng của họa tần, ...Các chương trình tính toán lưới điện này đều dựa trên cơ sở các sơ đồ đơn tuyến, do đó có thể gây ra những khó khăn nhất định cho người quản lý kỹ thuật - nếu xét trên quan điểm quản lý - như kém tính trực quan về phương diện thể hiện địa lý của địa bàn được quản lý, và do đó ít gần gũi với người sử dụng. Trong thập niên qua, sự phát triển mạnh mẽ của hệ thống thông tin địa lý (GIS) đã giúp cho việc định vị địa lý trở nên dễ dàng hơn, và nhờ đó có thể sử dụng điểm mạnh này để quản lý hệ thống điện. Việc tích hợp của bài toán giải tích lưới điện trên nền của hệ GIS sẽ làm cho việc tính toán, cũng như việc quản lý lưới điện trở nên hữu hình, sinh động và gần gũi hơn so với trên sơ đồ đơn tuyến, vốn thường chỉ dành cho các nhà chuyên môn kỹ thuật.

The paper presents the distribution network analysis and management on the basis of the Geographic Information System (GIS). The integration of power system analysis into GIS makes the network management and analysis much more visual, graphically user-frienly. A practical program was developed and finds applications in local power networks management.

80

IIIIII.. PPhhâânn ttíícchh llưướớii đđiiệệnn ttrrêênn nnềềnn hhệệ tthhốốnngg tthhôônngg ttiinn đđịịaa llýý--GGIISS

IIIIII..11.. HHệệ tthhốốnngg tthhôônngg ttiinn đđịịaa llýý GIS là một công cụ bản đồ và hệ thống quản lý thông tin không gian được

phát triển dựa trên công nghệ máy tính với mục đích lưu trữ, hợp nhất, mô hình hóa, phân tích và miêu tả được nhiều loại dữ liệu. Nguyên tắc của GIS dựa trên các lớp dữ liệu chuyên đề được rời rạc hoá, các dữ liệu có liên quan về mặt địa lý và sự kết hợp giữa dữ liệu và bản đồ đại số. Sự rời rạc hoá của các lớp dữ liệu (Hình 1) là việc “ngắt” các lớp bản đồ thành từng dữ liệu chuyên biệt, các dữ liệu địa lý (Hình 2) liên quan đến thông tin được hiển thị trên các lớp khác nhau. Những vùng riêng lẻ hay khu vực có thể được tách khỏi những khu vực bao quanh bằng cách cắt lớp của vùng mong muốn từ bản đồ lớn hơn. Việc kết hợp dữ liệu và bản đồ đại số (Hình 3) liên quan đến phân tích, lựa chọn những thông tin cần thiết trên các lớp để cho ra các lớp dữ liệu mới.

Hệ thống thông tin địa lý GIS là một kỹ thuật của sự tích hợp của nhiều kỹ thuật khác nhau: kỹ thuật ảnh viễn thám, nghiên cứu bản đồ máy tính, hệ quản lý cơ sở dữ liệu, kỹ thuật CAD. Sự tích hợp này làm cho hệ thống GIS trở thành một công cụ quản lý đắc lực trong nhiều lĩnh vực kinh tế. Sự phát triển của hệ thống GIS trải qua 3 giai đoạn (Hình 4): khoảng những năm đầu, hệ thống được dùng để thu thập, kiểm kê số liệu; trong các năm sau thực hiện phân tích những số liệu được thu thập để tạo thành cơ sở dữ liệu; và sau đó, sẽ phát triển các ứng dụng tính toán, quản lý chi tiết. Ngành điện Việt Nam có thể thực hiện hệ thống quản lý trên nền hệ thống thống tin địa lý theo tiến trình như trên. Một khi hệ thống điều khiển có giám sát và thu thập số liệu được sử dụng phổ biến trong việc quản lý lưới điện, sự phát triển của công nghệ thông tin hiện nay cho phép thực hiện được những ứng dụng quản lý trên diện rộng dựa vào máy tính.

Hình 1. Lớp dữ liệu rời rạc Hình 2: Các dữ liệu liên quan về địa Hình 3: Kết hợp dữ liệu và bản đồ đại

ố

81

IIIIII..22.. ỨỨnngg ddụụnngg vvààoo qquuảảnn llýý,, ttíínnhh ttóóaann llưướớii đđiiệệnn pphhâânn pphhốốii Có thể xây dựng một mô hình riêng đối với lưới điện phân phối dùng trong

tính toán và quản lý. Trong phạm vi của một điện lực nói riêng hay ngành điện nói chung, vấn đề quản lý cũng như vấn đề kỹ thuật đều có vai trò quan trọng. Thực tế vận hành cho thấy, nếu chỉ làm việc trên các sơ đồ đơn tuyến sẽ rất khó phản ánh được thực tế, và nếu có thể kết hợp được hệ thống thông tin GIS vào công việc tính toán và quản lý, khi đó không những nhà kỹ thuật, nhà quản lý hình dung được thực tế, mà ngay những người không chuyên môn cũng có thể “thấy” được sự việc một cách rõ ràng hơn. Điều này cũng giống như nhìn mặt đất từ trên cao, thấy rõ hiện trường quan sát và “thấy” rõ những số liệu hiện ra trên màn hình. Các phần mềm trên nền GIS là MapInfo và MapBasic đáp ứng được yêu cầu đó.

MapInfo là một phần mềm ứng dụng của hệ thống GIS, mục đích dùng để quản lý. Bản đồ giấy, sau khi được xử lý thành bản đồ số, sẽ chứa một cơ sở dữ liệu dưới dạng bảng biểu, và MapInfo sẽ dùng ngôn ngữ cấu trúc SQL để quản lý những dữ liệu đó. Đi kèm với MapInfo là ngôn ngữ MapBasic dùng để lập trình quản lý, tính toán. Tuy MapBasic không hỗ trợ mảng hai chiều , nhưng đối với lưới điện phân phối với số nút không phải là quá lớn, một thuật toán riêng đã được phát triển. Thuật toán này vẫn đảm bảo đuợc mức độ chính xác cho phép, nếu so với các phương pháp tính toán truyền thống dựa vào ma trận .

MapBasic cho phép cấu trúc mở, vì thế có thể dùng kiểu dữ liệu chuyển đổi động DDE (Dynamic Data Exchange) để liên kết với các phần mềm khác; hoặc có thể gọi thư viện liên kết động DLL (Dynamic Link Library). Các hạn chế đối với mảng hai chiều trong MapBasic sẽ được khắc phục bằng cách liên kết như trên. Đối với lưới điện phân phối, tuy có cấu trúc mạng kín, nhưng trong thực tế vận hành hở. Tuy lưới điện được cung cấp từ nhiều nguồn khác nhau, nhưng tại các giao đầu giữa các tuyến dây, thiết bị đóng cắt luôn ở trạng thái hở. Vì thế, có thể xem rằng trên mỗi tuyến dây cung cấp cho tải tiêu thụ chỉ có duy nhất một nguồn, từ đó việc tính toán sẽ trở nên đơn giản hơn. Đối với tính toán ngắn mạch, khi có sự cố ngắn mạch xảy ra tại một điểm trên lưới, dòng ngắn mạch được tính ngược từ điểm đó trở về nguồn, trên dọc nhánh chính. Sau đó, tại các điểm nút rẽ nhánh, sẽ lấy kết quả tại đó để tiếp tục thực hiện công việc như trên nhánh chính, theo giải thuật lặp đơn và dừng phép lặp một khi giữa hai lần lặp, mức sai biệt về điện áp của một nút bất kỳ nhỏ hơn một giá trị nhỏ tuỳ ý cho trước. Đối với tính toán phân bố công suất, sẽ lấy nhánh chính làm chuẩn để tính toán phân bố công suất. Từ những số liệu tính toán, người quản lý sẽ dự đoán được kết quả và “thấy” được kết quả tại vùng địa lý đó. Công tác thống kê, quản lý thiết bị đóng cắt cũng như máy biến áp sẽ trở nên dễ dàng với những hình ảnh, thông số kỹ thuật, tình trạng vận hành hiện ra trước mắt người quản lý chỉ bằng click chuột.

82

Hình 5: Giao diện chính của PowerMap

Chỉ bằng các câu lệnh SQL hay dùng MapBasic lập trình, người quản lý có thể “thấy” được trên địa bàn nào tiêu thụ điện năng nhiều hay ít và lập được biểu đồ so sánh trực tiếp giữa các khu vực với nhau, Một chương trình PowerMap được hình thành từ những ý tưởng tính toán và quản lý trên và đã được áp dụng trên lưới điện thực tế. Kết quả chạy chương trình PowerMap đã được kiểm tra bằng phần mềm thương mại EasyPower.

83

Hình 7: Hộp hội thoại tính toán của PowerMap

Hình 6: Tính toán trên PowerMap

PowerMap được Việt hoá rất nhiều từ phần mềm MapInfo và được thêm vào công cụ tính toán ngắn mạch, phân bố công suất và tiện ích về thông tin, hình ảnh trực quan về thiết bị điện (Hình 5). Kết quả chạy chương trình PowerMap (Hình 6) thể hiện hướng quản lý mới dựa trên hệ thống thông tin địa lý trong ngành điện.

Với hình ảnh minh hoạ, cả hai sơ đồ cấu trúc lưới điện và sơ đồ quản lý địa lý đều được thể hiện một cách trực quan. Các kết quả nhận được có thể dùng để so sánh với các thông số chuẩn để rút ra các nhận xét quan trọng trong việc quản lý đường dây, thiết bị, chất lượng điện năng, dựa vào các công cụ có sẵn của chương trình. Cách quản lý theo sơ đồ địa lý cho phép kết nối với các dữ liệu có sẵn khác dựa vào toạ độ địa lý, tạo ra giải pháp quản lý hiệu quả và kinh tế. Cách quản lý mới có thể kết hợp những ngành có sử dụng thông tin địa lý như giao thông, viễn thông, năng lượng, cấp thoát nước, ...

PowerMap là chương trình được xây dựng trong môi trường của MapInfo dùng để mô phỏng, tính toán, vận hành lưới điện dựa trên Hệ thống thông tin địa lý GIS. Giao diện đồ hoạ thân thiện người sử dụng giúp cho việc khai thác các tính năng của chương trình rất đơn giản; hầu hết các chức năng đều có thể được gọi không quá ba lần click chuột.

Về mặt chức năng, PowerMap gồm hai khối chính: khối tính toán và khối các chức năng quản lý lưới điện.

a.Khối tính toán (Hình 7): dùng để tính toán ngắn mạch , phân bố công suất và hiển thị kết quả ngay trên bản đồ , xuất kết quả ra tập tin văn bản, in ấn kết quả tuỳ theo ý muốn của người sử dụng.

Phần tính toán ngắn mạch: chương trình có khả năng tính dòng ngắn mạch, dòng xung kích tại từng nút trên tuyến dây theo ba loại ngắn mạch thường xảy ra: ngắn mạch một pha chạm đất, ngắn mạch hai pha chạm nhau và ngắn mạch ba pha.

+ Phần tính toán phân bố công suất: chương trình có thể tính được phân bố điện áp của tất cả các nút trong tuyến, dòng công suất chảy trên các nhánh .

b.Khối các chức năng quản lý lưới điện (Hình 8): gồm các chức năng thống kê, tìm kiếm và thông tin thiết bị.

Chức năng thống kê: thống kê và phân loại các thiết bị có trong tuyến.

Hình 8 : Khối quản lý

84

Chức năng tìm kiếm: xác định vị trí địa lý chính xác của đối tượng cần tìm trên bản đồ dựa vào một số điều kiện tìm kiếm.

Chức năng thông tin thiết bị: chức năng này cho phép hiển thị toàn bộ các thông tin về các thiết bị (như loại thiết bị, nước sản xuất) nếu biết chính xác vị trí địa lý.

Hai chức năng tìm kiếm và thông tin thiết bị nếu được dùng phối hợp với nhau sẽ làm cho việc quản lý lưới điện trực quan hơn, tiết kiệm được nhiều công sức hơn.

Kết quả tính toán cho một lưới điện điển hình 33 nút dùng PowerMap được so sánh với kết quả nhận được từ phần mềm EasyPower. Mức độ sai biệt dưới 1% giữa 2 kết quả nhận được từ 2 phần mềm cho phép kết luận về khả năng của PowerMap trong việc tính toán, quản lí các lưới điện phân phối.

IIIIII..33.. KKếếtt lluuậậnn Từ những kết quả nghiên cứu trên, có thể rút ra kết luận là việc tích hợp các

tính toán giải tích lưới điện phân phối trên nền hệ thống GIS là vấn đề có tính thời sự và thực sự mang lại nhiều lợi ích đối với người quản lý lưới điện. Các lợi ích trên được thể hiện qua chương trình PowerMap với các đặc điểm : giao diện thân thiện; thuật toán tính toán đơn giản nhưng vẫn bảo đảm được mức độ chính xác trong khoảng cho phép; khả năng thống kê và quản lý thiết bị linh hoạt; truy cập thông tin nhanh, đầy đủ, chính xác...

IIVV.. TTíínnhh ttooáánn llưướớii đđiiệệnn ssửử ddụụnngg pphhầầnn mmềềmm PPSSSS//AADDEEPPTT ttrrêênn nnềềnn hhệệ tthhốốnngg tthhôônngg ttiinn đđịịaa llýý

IIVV..11.. TTổổnngg qquuáátt:: Số liệu đầu vào trong các phần mềm tính toán kỹ thuật điện thường là P và

Q. Phần mềm PSS/ADEPT, cũng không mằm ngoài ngoại lệ đó. Để có được các giá trị này, chúng ta sẽ sử dụng các phương pháp thu thập dữ liệu thông dụng nhất ứng với hiện trạng thu thập và quản lý số liệu hiện hữu tại các Điện lực khu vực. Các số liệu thu thập, sau đó được xử lý để tính toán P và Q cho từng nút sau đó theo 2 thời điểm là cao điểm và thấp điểm của các phụ tải, sau đó nhập vào phần mềm PSS/ADEPT để tính các bài toán yêu cầu.

Thu thập bản vẽ sơ đồ lưới điện cần mô phỏng. Sau đó dùng các công thức do nhóm nghiên cứu ứng dụng tự xây dựng để thể hiện các bản vẽ sơ đồ lưới điện cần mô phỏng trên phần mềm PSS/ADEPT.

Chúng ta cần tạo ra các tập tin có sơ đồ lưới điện có phần mở rộng là *.dat. Việc này, nhằm khai thác tính sử dụng lại được của các tập tin này xuyên suốt các phân hệ của PSS/ADEPT, cũng như xa hơn nữa là các phần mềm của

85

hãng Power Technologies. Các tập này dễ dàng chuyển đổi sang các dạng khác (kể cả *.adp,…) rất tiện lợi trong quá trình sử dụng PSS/ADEPT.

IIVV..22.. ÁÁpp ddụụnngg vvààoo đđưườờnngg ddââyy QQuuốốcc TTooảảnn ccủủaa ĐĐiiệệnn llựựcc PPhhúú TThhọọ:: Từ bản vẽ sơ đồ nguyên lý lưới điện tuyến dây Quốc Toản, ta sử dụng các

công cụ của chương trình PSS/ADEPT để vẽ ra sơ đồ cần tính toán. Sau đó nhập các số liệu tính toán vào các phần tử có trong sơ đồ.

IIVV..22..11.. NNhhậậpp vvààoo ccáácc bbảảnngg ssốố lliiệệuu Bảng Nodes

Bảng Source

Bảng Capacitors

Bảng Lines

Bảng Loads

Bảng Switches

Hình 7: Sơ đồ tuyến dây Quốc Toản trên PSS/ADEPT.

86

Hình 8: Sơ đồ tuyến dây Quốc Toản và các thông số tính toán đã được nhập vào

PSS/ADEPT.

IIVV..22..22.. TThhựựcc hhiiệệnn ccáácc cchhứứcc nnăănngg ttíínnhh ttooáánn llưướớii đđiiệệnn ttrrêênn PPSSSS//AAddeepptt.. Ta thực hiện 2 chức năng tính toán của PSS/ADEPT cho tuyến dây Quốc Toản, đó là tính phân bố công suất và tính ngắn mạch.

87

Hình 9: Kết quả tính toán phân bố công suất tuyến dây Quốc Toản trên PSS/ADEPT.

Hình 10: Kết quả tính toán ngắn mạch tuyến dây Quốc Toản trên PSS/ADEPT.

IIVV..22..33.. HHiiểểnn tthhịị kkếếtt qquuảả ttíínnhh ttooáánn llưướớii đđiiệệnn bbằằnngg PPSSSS//AAddeepptt ttrrêênn bbảảnn đđồồ GGIISS..

Sau khi thực 2 chức năng tính toán của PSS/ADEPT cho tuyến dây Quốc Toản, sử dụng các kết quả này hiển thị trên bản đồ địa dư trong chương trình PowerGIS.

88

Hình 11: Kết quả tính toán phân bố công suất tuyến dây Quốc Toản trên PSS/ADEPT hiển thị trên bản đồ địa dư trong chương trình PowerGIS.

Hình 12: Kết quả tính toán ngắn mạch tuyến dây Quốc Toản trên PSS/ADEPT hiển

thị trên bản đồ địa dư trong chương trình PowerGIS.

Hết chương !

CHƯƠNG 6: MÔ PHỎNG VẬN HÀNH

LƯỚI ĐIỆN

90

CCHHƯƯƠƠNNGG 66:: MMÔÔ PPHHỎỎNNGG VVẬẬNN HHÀÀNNHH LLƯƯỚỚII ĐĐIIỆỆNN

Hiện nay nước ta đang trên đà phát triển công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Cung cấp điện năng được xem là một trong những yếu tố then chốt để thúc đẩy nền kinh tế. Theo số liệu thống kê, khi GDP tăng x% thì nhu cầu điện năng tăng từ (1.3 - 1.5)x%. Do đó việc phát triển nguồn điện cũng như lưới điện mới luôn được xem là một cách giải quyết lâu dài và đem lại hiệu quả kinh tế cao.

Công tác vận hành lưới điện để đạt các chi tiêu kinh tế và thoả mãn các điều kiện ràng buộc mang tính kỹ thuật của hệ thống là một vấn đề hết sức quan trọng và mang lại tính cạnh tranh cao, trong bối cảnh bắt đầu xuất hiện các lưới điện hay các nhà máy điện đầu tư từ nguồn vốn tư nhân hay các liên doanh giữa Việt Nam và đối tác nước ngoài.

Để có một quyết định nhanh chóng và chính xác, người điều độ viên luôn phải tập trung cao độ trong các tình huống thay đổi của phụ tải, trạng thái lưới điện, máy biến áp hay tình trạng của nhà máy điện.

Do cần có sự tập trung cao, vấn đề sức khỏe, tâm lý của điều độ viên ảnh hưởng lớn đến tính chính xác và nhanh chóng trong quyết định của họ.

Hơn nữa đối với hệ thống lớn, để giải quyết tốt các tình huống phức tạp, tránh mất an ninh trong toàn lưới điện cần phải có ý kiến hội chẩn của các điều độ viên kinh nghiệm và chuyên gia về hệ thống trong quá trình tập huấn.

Để trợ giúp các điều độ viên ra quyết định và giải quyết các bài toán vận hành trong các tình huống phức tạp, việc xây dựng hệ chuyên gia vận hành lưới điện là cần thiết. Mục đích của luận án là xây dựng một hệ chuyên gia vận hành lưới điện, dựa trên các kinh nghiệm tích lũy của các điều độ viên lâu năm và các chuyên gia hàng đầu trong ngành lưới điện, sao cho đạt được mục đích chuyển tải điện năng và đề ra các phương án vận hành an toàn hệ thống trong các tình huống sự cố.

Sau đây minh hoạ một chương trình mô phỏng vận hành lưới điện dựa trên hệ chuyên gia. Chương trình hoạt động dựa vào tập luật được xây dựng trên các sự kiện diễn ra trong quá trình vận hành lưới điện phân phối

91

II.. GGiiớớii tthhiiệệuu pphhầầnn mmềềmm mmôô pphhỏỏnngg vvậậnn hhàànnhh

II..11.. CCáácc cchhứứcc nnăănngg ccủủaa cchhưươơnngg ttrrììnnhh..

II..11..11.. TTổổnngg qquuáátt :: - Trình bày toàn cảnh của lưới điện phân phối trung thế.

- Xem chi tiết các thông số liên quan bung ra các ô cửa sổ.

- Thay đổi màu sắc tương ứng với các động thái của lưới điện

- Tổ hợp được toàn bộ trạng thái thực tế của lưới điện.

- Phân biệt rõ các vùng cung cấp điện từ các tuyến dây khác nhau, các điểm giao đầu giữa các tuyến dây trung thế.

- Thay đổi cập nhật chỉnh lý lưới điện phù hợp với các phương thức vận hành.

- Khi thay đổi một bộ phận lưới các cấu hình tính toán bên trong sẽ xác định lại tất cả các quá trình trong đối tượng và các thành phần của nó (Toàn bộ các thông tin bên trong vẫn bị che khuất đối với người sử dụng nếu ta không yêu cầu).

- Khi thay đổi biểu tượng chuẩn của một loại đối tượng, tất cả các quá trình tương ứng của đối tượng nầy cũng thay đổi.

- Các dữ liệu về sơ đồ kết nối: Miêu tả các phương thức kết nối về điện giữa các phần tử của lưới điện trung thế, số lượng các điểm kết nối. Xác định rõ phạm vi cũng như gới hạn tại một thời điểm trong quá trình vận hành của một phát tuyến cụ thể và của cả lưới điện phân phối trung thế.

- Cung cấp thông tin với các động thái tương ứng.

- Tổng hợp thông tin, các thông số điện được lưu trữ sẵn trong cơ sở dữ liệu.

Nhằm mục đích là trợ thủ đắc lực cho nhân viên vận hành giúp họ duy trì sự hiểu biết về tình trạng làm việc của các phần tử trong lưới phân phối mà họ có trách nhiệm vận hành.

II..11..22.. 22.. CCáácc cchhứứcc nnăănngg cchhíínnhh ccủủaa pphhầầnn mmềềmm :: Trình bày và đề nghị phương án vận hành

Tự cập nhật khi thay đổi các phần tử nối kết.

Thông báo lỗi.

Tạo cơ sở dữ liệu, tổng hợp, truy cập và khai thác từ các cơ sở dữ liệu khác.

Phục vụ học tập nâng cao nghiệp vụ cho nhân viên.

92

II..22.. NNộộii dduunngg mmôô pphhỏỏnngg::

II..22..11.. 11.. TThhểể hhiiệệnn ssơơ đđồồ llưướớii đđiiệệnn pphhâânn pphhốốii ttrruunngg tthhếế :: Sơ đơn tuyến kiểu sơ đồ kết dây.

Đây là phương pháp thể hiện đơn giản và rõ ràng, cho phép người đề hành điều khiển phân tích nhanh chóng và chính xác tình trạng lưới điện ra lệnh thao tác các thiết bị và ghi nhận chúng lại vào cơ sở dữ liệu.

II..22..22.. 22.. DDââyy ddẫẫnn,, đđooạạnn ttrrụụcc,, nnhháánnhh rrẽẽ :: Thông số vận hành, thông số kỹ thuật của chúng. .

II..22..33.. 33.. TThhiiếếtt bbịị bbảảoo vvệệ :: Các trạng thái vận hành. Thông số chỉnh định, cài đặt bảo vệ. Thay đổi chỉnh

định, thay đổi cài đặt bảo vệ. Mô hình và minh họa thao tác bằng hình ảnh, âm thanh, phim.

Hình 1 : Toàn cảnh lưới điện trung thế Điện lực Phú Thọ

93

II..22..44.. 44.. TThhiiếếtt bbịị đđóónngg ccắắtt :: Các trạng thái vận hành. Mô hình và minh họa thao tác bằng hình ảnh, âm

thanh, phim.

II..22..55.. 55.. TThhiiếếtt bbịị bbùù :: Các giàn tụ bù cố định: Các thông số kỹ thuật. Các thông số tại vị trí đặt. Các

trạng thái đóng cắt. Các thông số vận hành. Mô phỏng thao tác thực tế tại các vị trí đặt cụ thể. Các giàn tụ bù ứng động: Các thông số kỹ thuật. Các thông số tại vị trí đặt. Các trạng thái đóng cắt. Thông số vận hành. Các giá trị đặt hiện hữu và có thể thay đổi giá trị đặt hiện hữu. Mô phỏng thực tế tại các vị trí đặt cụ thể. .

Hình 2 :Thiết bị bảo vệ

Hình 3 :Thiết bị đóng cắt

94

II..33.. CChhii ttiiếếtt

II..33..11.. TTrrạạmm nngguuồồnn vvàà ttrrạạmm nnggắắtt :: Các Relays 50/51 ABCN phía trung thế đặt tại trạm nguồn, trạm ngắt. .

Các trạng thái đóng cắt các máy cắt trung thế phát tuyến tại trạm nguồn, trạm ngắt.

Các trạng thái đóng cắt các dàn tụ bù thanh cái trung thế tại trạm nguồn, trạm ngắt..

Các đồng hồ đo thông số vận hành. .

Các thiết bị thông báo trạng thái làm việc bình thường và bất thường của lưới điện.

II..33..22.. DDââyy ddẫẫnn,, đđooạạnn ttrrụụcc,, nnhháánnhh rrẽẽ :: Các thông số kỹ thuật và vận hành của lưới điện.

II..33..33.. TThhiiếếtt bbịị bbảảoo vvệệ:: Các Relays 50/51 ABCN, Reclosers, FCO, LBFCO : Các thông số kỹ thuật.

Các thông số tại vị trí đặt. Các trạng thái đóng cắt. Thông số vận hành. Các giá trị đặt hiện hữu và có thể thay đổi giá trị đặt hiện hữu. Mô phỏng thực tế tại các vị trí đặt cụ thể.

II..33..44.. TThhiiếếtt bbịị đđóónngg ccắắtt :: Các DS, LTD, ALTD, LBS: Các thông số kỹ thuật. Các thông số tại vị trí đặt.

Các trạng thái đóng cắt. Thông số vận hành. Mô phỏng thực tế tại các vị trí đặt cụ thể. .

II..33..55.. TThhiiếếtt bbịị bbùù:: Các giàn tụ bù cố định, tụ bù ứng động: Các thông số kỹ thuật. Các thông số

tại vị trí đặt. Các trạng thái đóng cắt. Các thông số vận hành. Mô phỏng thao tác thực tế tại các vị trí đặt cụ thể. .

II..33..66.. TTrrạạmm pphhâânn pphhốốii hhạạ tthhếế :: Các trạm trong phòng, trạm trên nền, trạm treo, trạm giàn: Các thông số kỹ

thuật. Các thông số tại vị trí đặt. Mô phỏng thực tế tại các vị trí đặt cụ thể. .

II..33..77.. MMôô pphhỏỏnngg ccáácc ttrrạạnngg tthhááii ::

II..33..88.. MMôô pphhỏỏnngg tthhaaoo ttáácc :: Toàn bộ các phần tử đều được mô phỏng bằng mô hình. Minh họa các thao tác

vận hành bằng hình ảnh, âm thanh, phim

95

IIII.. CCààii đđặặtt vvàà cchhạạyy pphhầầnn mmềềmm

IIII..11.. MMôôii ttrrưườờnngg,, ccààii đđặặtt vvàà cchhạạyy cchhưươơnngg ttrrììnnhh ::

IIII..11..11.. aa.. MMôôii ttrrưườờnngg hhooạạtt đđộộnngg :: Chạy trên môi trường WINDOWS 95, 98 hoặc WINDOWS NT 4.0 trở lên.

IIII..11..22.. bb.. CCààii đđặặtt :: Chương trình nguồn trên CD-ROM, tiến hành cài đặt như bất cứ phần mềm

nào khác chạy trên môi trường WINDOWS. Đưa nguồn chương trình trên đĩa CD-ROM vào ổ CD-ROM và chọn RUN từ menu SRART. Chọn ổ đĩa CD-ROM từ BROWSE và chọn tập tin SETUP .EXE trong đĩa CD-ROM. Chương trình cài đặt sẽ tạo thư mục và ICON vào menu START để ta có thể chạy như mọi phần mềm khác trên hệ điều hành WINDOWS.

IIII..22.. 22.. GGiiaaoo ddiiệệnn cchhíínnhh :: Chạy chương trình bằng cách chọn và DOUBLE-CLICK vào ICON hoặc

chọn từ menu START. Ta sẽ thấy xuất hiện menu khởi tạo chương trình.

Các tuyến dây nổi thuộc 3 trạm trung gian chính là: Trạm trung gian Chợ Lớn, trạm trung gian Trường Đua, trạm trung gian Hùng Vương:

Các thông số vận hành trên mỗi phát tuyến:

1. Dòng điện (A).

2. Công suất đặt (kVA).

3. Công suất tiêu thụ (kW).

4. Công suất phản kháng (kVAr).

5. Hệ số công suất (PF).

96

Thao tác các thiết bị ngoài trời:

Thao tác các dàn tụ bù tại trạm nguồn

Trường Đua

IIII..33.. 33.. GGiiaaoo ddiiệệnn vvậậnn hhàànnhh..

Menu của chương trình

CLICK vào chữ KÝ HIỆU để xem chú thích các ký hiệu thể hiện trên giao diệân vận hành

Bảng ký hiệu

Thao tác mở Thao tác đóng

Tiêu đề chương trình

Menu giao diện vận hành

97

IIII..44.. TTrruuyy ccậậpp ddữữ lliiệệuu--hhììnnhh ảảnnhh đđốốii ttưượợnngg

IIII..44..11.. 11.. XXeemm tthhôônngg ssốố đđooạạnn ttrrụụcc ::

IIII..44..22.. 22.. XXeemm tthhôônngg ssốố vvàà tthhaaoo ttáácc ccáácc ddàànn ttụụ bbùù Ta sẽ đọc được các thông tin về vị trí lắp đặt tụ bù.

Xem hình vị trí đặt cụ thể một giàn tụ bù ứng động

trung thế

98

IIII..44..33.. RREECCLLOOSSEERR..



99

Ta sẽ đọc được các thông số về RECLOSER:

Thông số vận hành (Qua RECLOSE và tuyến đây RECLOSER đóng điện vào)

Thông tin về vị trí lắp đặt.

Thay đổi thông số vận hành khi thực hiện thao tác RECLOSER (Và tuyến đây RECLOSER đóng điện vào)

IIII..44..44.. DDSS

Xem hình vị trí đặt cụ thể một máy cắt tự đóng lại

trung thế

Thao tác đóng Thao tác mở

100

Chọn tuyến dây chuyển tải cho DS (tương tự cho các thiết bị RECLOSER, LBS)

Ta sẽ đọc được các thông số về DS:

Thông số vận hành (Qua DS và tuyến đây DS đóng điện vào)


Thay đổi thông số vận hành khi thực hiện thao tác DS (Và tuyến đây DS đóng điện vào)

Xem trợ giúp ngữ cảnh về DS:

IIII..44..55.. 55.. LLBBSS Ta sẽ đọc được các thông số về LBS :

Thông số vận hành (Qua LBS và tuyến đây LBS đóng điện vào)

101


Thay đổi thông số vận hành khi thực hiện thao tác LBS (Và tuyến đây LBS đóng điện vào)

Thao tác mở

Thao tác đóng

Xem hình vị trí đặt cụ thể một LBS trung thế

102

Xem trợ giúp ngữ cảnh về LBS:

IIII..44..66.. TThhôônngg bbááoo ttrrạạnngg tthhááii vvậậnn hhàànnhh.. Thông báo do chuyển tải sai qui trình.

Thông báo chuyển tải gây quá tải.

103

IIII..44..77.. XXeemm cchhỉỉ ddẫẫnn tthhaaoo ttáácc ccủủaa cchhuuyyêênn ggiiaa vvậậnn hhàànnhhllưướớii đđiiệệnn Điều khiển bị từ bản điều khiển.

IIIIII.. IIVV.. TTíínnhh ttooáánn vvàà iinn kkếếtt qquuảả

IIIIII..11.. IIVV.. 11.. TTíínnhh ddòònngg nnggắắnn mmạạcchh Click vào mục tính toán, chương trình sẽ đưa ra giao diện chọn phía tính ngắn

mạch như sau:

Muốn tính toán ngắn mạch phía trung thế hoặc hạ thế thì click vào các mục tương ứng.

Click vào mục trung thế, chương trình sẽ xuất hiện giao diện chọn vị trí như sau:

104

Sau khi click vào mục tính toán, chương trình sẽ đưa ra kết quả như sau:

Kết quả ngắn mạch 3 pha

105

Muốn tính toán ngắn mạch phía hạ thế , click vào mục hạ thế, chương trình sẽ đưa ra giao diện như sau:

Muốn thêm, xóa, tính toán hoặc thoát, click vào các mục tương ứng.

Sau khi click vào mục tính toán, chương trình sẽ đưa ra giao diện kết quả như sau:

Kết quả ngắn mạch 3 pha

IIIIII..22.. IIVV.. 22.. KKếếtt qquuảả ttíínnhh ttooáánn Ta có thể in kết quả tính toán từ chương trình.

CHƯƠNG 7: GIẢI PHÁP CHIA SẺ

KHÓA CỨNG PHẦN MỀM TRÊN MÁY ĐƠN CHO

NHIỀU NGƯỜI SỬ DỤNG

107

CCHHƯƯƠƠNNGG 77:: GGIIẢẢII PPHHÁÁPP CCHHIIAA SSẺẺ KKHHÓÓAA CCỨỨNNGG PPHHẦẦNN MMỀỀMM

TTRRÊÊNN MMÁÁYY ĐĐƠƠNN CCHHOO NNHHIIỀỀUU NNGGƯƯỜỜII SSỬỬ DDỤỤNNGG

SSoolluuttiioonn ooff sshhaarriinngg aa hhaarrddlloocckk ffrroommssiinnggllee--uusseerr ttoo mmuullttii--uusseerrss

Tóm tắt: Hiện nay, các hãng sản xuất phần mềm thường sử dụng 2 phương pháp để bảo vệ bản quyền: bảo vệ trong phần mềm (thông qua Serial Number) và bảo vệ bằng phần cứng (hardlock). Đa số các phần mềm kỹ thuật thường sử dụng phương pháp bảo vệ bản quyền bằng khóa cứng, ví dụ như họ phần mềm PSS, PSAF, CYME v.v…Phương pháp này rất hiệu quả nhưng làm gia tăng chi phí giá thành phần mềm.

Microsoft liên tục cho ra đời sản phẩm các hệ điều hành có ứng dụng ngày càng mạnh trong giai đoạn bùng nổ công nghệ thông tin như hiện nay. Kế tiếp hệ điều hành Windows XP năm 2002, tháng 12-2003 Microsoft tiếp tục cho ra đời phiên bản Windows Server 2003 có tính năng mạnh mẽ trong việc quản lý các máy tính từ xa trong môi trường làm việc đa nhiệm và đa mạng. Hệ điều hành Windows Server 2003 quản lý các Client thông qua cấp phát các account cho phép truy cập vào Server. Một điểm mạnh của Windows Server 2003 là xây dựng máy chủ ứng dụng (Application server, AS) để các máy con (clients) có thể truy cập mọi ứng dụng đã được cài đặt trên máy chủ. Chẳng hạn như khi ta lắp khóa cứng single-user vào server này thì mọi máy con có thể chạy chương trình mà không cần lắp trực tiếp khóa cứng phần mềm trên các máy con.

Chúng tôi đã khai thác khả năng này để xây dựng giải pháp chia sẻ khoá cứng được trình bày chi tiết dưới đây.

Abstract: Nowadays, many Software Corporations often use two ways to protect their license of products: protected in software ( via Serial Number) and protected in hardlock. Most of technical softwares are protected by hardlock, for example family of softare PSS, PSAF, CYME, etc…This method are really effective, but it makes the cost of software products increase high.

Microsoft continuously produces operation system products that have a lot of applications more and more, especially in period of information technology at present. Next to the famous Windows XP Operation System 2002, in December-2003 Microsoft continues to produce new version Windows Server 2003 including intensive functions for managing a lot of computers from another locations in work environment of multi-network and multi-task. Operation System Windows Server 2003 manages clients via assigning accounts to directly process to server. An intensive character of Windows Server 2003 is creating Application Server so that clients can process and run many applications installed on server. Example when we fix single- user hardlock in serve, we will also performe the program without fixing hardlock in clients.

We did research and exployed this capacity to create a solution of sharing a hardlock to multi-userw that will be mentioned as follows.

108

IIVV.. MMỞỞ ĐĐẦẦUU::

Trong các phần mềm tính toán và phân tích lưới điện hiện nay, phần mềm PSS/ADEPT của Shaw Power Technologics, Inc được sử dụng rất phổ biến. Mỗi phiên bản tùy theo yêu cầu người dùng được bán kèm khóa cứng dùng chạy trên máy đơn hay máy mạng. Với phiên bản chạy trên đơn và khóa cứng kèm theo, chỉ chạy được trên một máy tính duy nhất.

Các Công ty điện lực hiện được trang bị một khóa cứng sử dụng trên máy đơn của phần mềm PSS/ADEPT. So với nhu cầu sử dụng, công ty cần nhiều phiên bản để trang bị cho các đơn vị trực thuộc. Như vậy, phải đầu tư chi phí lớn rất tốn kém. Với khoá cứng hiện hữu rất khó khăn khi triển khai ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT nói riêng và các phần mềm tính toán và phân tích lưới điện nói chung trong thời điểm hiện nay.

Do đó vấn đề đặt ra là cần có giải pháp sử dụng phần mềm này hiệu quả nhất, tiết kiệm chi phí, thời gian và phù hợp với cơ sở hạ tầng thông tin của công ty. Trong thời gian qua, chúng tôi đã nghiên cứu và áp dụng thành công giải pháp “ Chia sẻ khoá cứng phần mềm trên máy đơn cho nhiều người sử dụng ”.

Giải pháp này khi triển khai, đã giúp phổ biến phần mềm PSS/SDEPT đến các đơn vị trực thuộc. Chỉ trong thời gian 2 tuần, các đơn vị đã xây dựng xong sơ đồ đơn tuyến trên phần mềm PSS/SDEPT. Nếu không có giải pháp này, chúng ta phải mất vài năm để thực thực hiện công việc trên. Việc triển khai ứng dụng phần mềm tính toán PSS/ADEPT không thể triển khai cho đến khi có đầy đủ khoá cứng.

VV.. NNỘỘII DDUUNNGG

VV..11.. HHiiệệnn ttrrạạnngg:: Mạng máy tính được minh hoạ sau đây dựa vào thực tế mạng máy tính của

Công ty Điện lực Thành Phố Hồ Chí Minh. Các mạng của các Công ty Điện lực cũng có cấu trúc tương tự.

Trong mạng máy tính của Công ty Điện lực Thành Phố Hồ Chí Minh, ác Clients kết nối trực tiếp với Server qua IP Address (được cấp trong mạng của Công ty Điện lực Thành Phố Hồ Chí Minh). Khi máy con kết nối vào máy chủ AS, Server đó sẽ tạo phiên làm việc (session) cho máy con, xử lý dữ liệu và chạy ứng dụng trên máy chủ nhưng hình ảnh được truyền về màn hình trên máy con khi thao tác.

Hiện nay tại công ty điện lực TPHCM đã có cơ sở hạ tầng mạng đủ đáp ứng cho việc triển khai và áp dụng những công việc qua mạng, chẳng hạn như việc áp dụng việc share khóa cứng phần mềm PSS/ADEPT qua mạng công ty để tính toán

109

và phân tích lưới điện. Mạng máy tính công ty có 3 Server chính: Server Văn phòng Công ty, Server Trung tâm điều độ thông tin, Server Trung tâm máy tính. Các Server này kết nối trực tiếp với nhau qua đường dây cáp đồng. Từ Server trung tâm máy tính nối đến Server tại các chí nhánh điện lực qua đường truyền dây điện thoại (DialUp Line). Ta có thể mô hình hóa mạng của công ty như sau:

Hình 1- Mô hình mạng của công ty

Từ thực trạng mô hình mạng trong công ty, chúng tôi đưa ra 2 phương án kết nối sau:

Server PSS/ADEPT IP 10.137.1.200

Server TT máy tính IP:10.137.2.1

Server TT điều độ thông tin IP: 10.137.3.1

Server văn phòng công ty IP: 10.137.1.1

Cáp đồng

Line điện thoại

Server điện lực chi nhánh

Máy tính con thực hiện PSS/ADEPT Directly

110

VV..11..11.. KKếếtt nnốốii ttrrựựcc ttiiếếpp:: Máy tính con kết nối trực tiếp với Server PSS/ADEPT qua mạng LAN, khi

thực hiện chương trình tốc độ đường truyền là 10÷100 Mbps. Với tốc độ này, việc thực hiện tính toán và phân tích lưới điện trên mỗi máy con là rất nhanh.

VV..11..22.. KKếếtt nnốốii qquuaa DDiiaallUUpp ((qquuaa đđưườờnngg ddââyy đđiiệệnn tthhooạạii)):: ttốốcc đđộộ đđưườờnngg ttrruuyyềềnn tthhấấpp 5566 KKbbppss

V.1.2.1. Từ máy con ở điện lực khu vực tới Server PSS/ADEPT ở công ty:

Trung tâm máy tính thiết lập thông số DialUp Line cho mỗi đơn vị điện lực thông qua Router dẫn đường. Tại đơn vị ta chỉ cần gõ đúng địa chỉ IP của Server PSS/ADEPT là chạy được chương trình phần mềm PSS/ADEPT qua mạng công ty.

V.1.2.2. Kết nối tới chương trình từ một máy tính ngoài mạng công ty:

Giả sử ta có một máy tính ở Hà Nội, ta có thể truy cập trực tiếp tới Server PSS/ADEPT đặt tai công ty điện lực TPHCM thông qua việc kết nối DialUp đã được thiết lập. Cách làm như sau: ta thiết lập kết nối DialUp cho máy tính cần làm Client, sau đó quay số kết nối tới Server công ty, chẳng hạn trong trường hợp này ta quay số 08.8284832 để kết nối. Sau đó kết nối vào server PSS/ADEPT IP ADDRESS

VV..22.. GGiiảảii pphháápp tthhựựcc hhiiệệnn:: ((GGồồmm 66 bbưướớcc))

VV..22..11.. BBưướớcc 11:: YYêêuu ccầầuu hhệệ tthhốốnngg:: Ngoài máy tính dùng làm Server và Clients, ta cần trang bị thêm một số thiết

bị sau: 1 Hub có từ 16 switches trở lên, cáp nối mạng LAN (số lượng tương thích với switch của HUB).

V.2.1.1. Máy chủ (Server): Máy tính chủ dùng làm AS phài cài đặt hệ điều hành Windows Server 2003,

có RAM tối thiểu là 256MB, CPU tối thiểu là Pentium III 733MHz. Nói chung càng nhiều bộ nhớ, tốc độ CPU càng cao càng tốt.

Để tính lượng RAM cần cung cấp cho máy chủ, Microsoft khuyến cáo về việc phân bổ lượng bộ nhớ cho các người dùng ở máy con như sau:

- Người dùng nhẹ: chỉ chạy một ứng dụng tại một thời điểm và chủ yếu là các ứng dụng văn phòng như Word, Excel… Cần thêm 10MB RAM cho mỗi máy con.

111

- Người dùng trung bình: chạy cùng lúc nhiều ứng dụng nhưng không thường xuyên chuyển đổi qua lại giữa chúng, không yêu cầu cao về xử lý dữ liệu. Cần them 15MB RAM cho mỗi máy con.

- Người dùng cao cấp: chạy và xử lý dữ liệu trên nhiều ứng dụng đồng thời, đòi hỏi khả năng xử lý dữ liệu cao.Cần thêm 20MB RAM cho mỗi máy con.

* Nhận xét: Chúng ta share khóa cứng để thực hiện phần mềm PSS/ADEPT đòi hỏi chạy và xử lý dữ liệu trên nhiều ứng dụng như Excel,Word, PSS, Hot Embeded…Do đó, tôi xin đề nghị dùng sử dụng phương án 3: cần thêm 20MB RAM cho mỗi máy con.

Như vậy, có thể đưa ra công thức tính dung lượng RAM tối thiểu cần trên máy chủ AS như sau:

A = RM + n × 20 [MB]

Với A: Dung lượng RAM cần cung cấp cho Server

RM :Dung lượng RAM cần thiết cho hệ điều hành (chọn 256 MB)

n: Số lượng máy cho phép kết nối

V.2.1.2. Máy con (Clients): Cấu hình của máy tính dùng làm các máy con không đòi hỏi có cấu hình cao

vì mọi ứng dụng ta có thể chạy trực tiếp trên Server và lưu trữ trên Server. Do vậy, ta chỉ cầu đầu tư một Server có cấu hình mạnh, CPU tốc độ cao là có thể thực hiện được như mong muốn. Ở đây xin đưa ra một cấu hình máy làm Application Server tại phòng CNTT của công ty như sau: dung lượng RAM là 2012MB, CPU tốc độ 2.8GHz, ổ cứng 160GB. Như vậy, số máy con tối đa làm việc trên Server là:

Số máy con = 20

2562012 − = 87.8 ≈ 87 (máy

V.2.1.3. Mô hình một mạng LAN khi share khóa cứng:

112

Hình 2- Mô hình 1 mạng LAN khi share khóa cứng

Khóa cứng được lắp vào cổng máy in (25 chân). Nếu cần in ấn từ Server, ta gắn máy in trực tiếp vào khóa cứng như bình thường.

VV..22..22.. BBưướớcc 22:: CCààii đđặặtt SSeerrvveerr::

V.2.2.1. Cài đặt một số Components cần thiết cho Server: Cài đặt hệ điều hành từ CD-ROM Microsoft Windows Server 2003 (Version

Enterprise Edition) vào máy tính dự định làm Server AS (để Share khóa cứng), chú ý khi cài đặt ta thiết lập số máy con theo cách hướng dẫn trên.

Muốn cho máy tính sau khi cài Hệ điều hành trở thành một Application Server, ta phải làm theo các bước sau:

+ Vào Start\Control Panel\ Add or Remove Programs:

+ Chọn Add/Remove Window Components trong hộp thoại (lưu ý vẫn để CD Windows Server 2003 trong ổ đĩa

+ Xuất hiện hộp thoại Windows Components Wizard:

Hub

Server PSS/ADEPT có khóa cứng

Server Văn phòng công ty Client

Client

Client

Client

113

Hình 3- Giao diện để cài đặt một số Components cho Server

Trong đó chọn các mục như sau:

- Application Server: có chức năng để Server trở thành một Application Server.

- Terminal Server

- Terminal Server Licensing

Sau đó chọn Next để chương trình tự cài đặt thêm vào hệ điều hành (khoảng 10 phút).

Sau đó chọn Finish để kết thúc việc cài đặt. Sau đó Restart lại máy để Activate Server

Như vậy máy chủ chúng ta lúc này là một Application Server hoàn chỉnh, có thể cấp quyền và quản lý các máy con, đồng thời cho phép các máy con chạy ứng dụng trực tiếp trên Server.

V.2.2.2. Cài đặt ứng dụng trên máy chủ: Trước tiên, bạn phải gỡ bỏ tất cả những ứng dụng đã được cài đặt trên máy

chủ trước khi được nâng cấp thành máy chủ ứng dụng Application Server, bởi lẽ những ứng dụng được cài đặt sau này hệ thống sẽ đưa những tập tin thư viện vào chứa ở một nơi riêng nhằm thuận tiện cho việc chia sẻ cho các máy con.

Khi muốn cài một ứng dụng mới cho phép máy con truy cập được, ta làm như sau: Vào Add or Remove Programs File\ Add New Program\ nhấn nút CD or Floppy. Trong cửa sổ Install Program from Floppy or CD_ROM nhấn Next- nhấn Browse để chọn tập tin cài đặt.

114

Hình 4- Giao diện để cài một ứng dụng mới trên Application Server

VV..22..33.. BBưướớcc 33:: TTạạoo UUsseerrss ssửử ddụụnngg:: ccấấpp qquuyyềềnn ttrruuyy ccậậpp cchhoo ccáácc cclliieennttss qquuaa aaccccoouunntt

Vào Start \ Administrative Tools \ Computer Managerment

Xuất hiện hộp thoại sau: Trên đó chọn System Tools \ Local Users and Groups.

Click chuột phải trên Users, chọn New User

Ví dụ: Tạo user và password, ComfirmPassword là phutho

Sau đó chọn Create để hoàn thành việc tạo một User. Nếu muốn tạo nhiều User thì cách làm là tương tự. Chọn Close để hoàn tất.

Here

115

Hình 5- Giao diện tạo một User và password mới

VV..22..44.. BBưướớcc 44:: GGáánn qquuyyềềnn RReemmoottee DDeesskkttoopp cchhoo mmỗỗii UUsseerr ssửử ddụụnngg:: cchhoo pphhéépp ccáácc CClliieennttss ttrruuyy ccậậpp qquuaa RReemmoottee DDeesskkttoopp

Cũng trên cửa sổ Computer Managerment, phía bên phải cửa sổ chúng ta vừa tạo có User là phutho. Chúng ta double click vào chữ phutho, ta có hộp thoại sau:

Hình 6- Gán quyền Remote Desktop cho User

Chọn thẻ Member Of \ Add…\ Advanced

Chọn Find Now trên hộp thoại, xuất hiện danh sách trong Search Results. Trong mục này ta double click chọn Remote Desktop, xuất hiện hộp thoại Select Groups.

116

Hình 7- Giao diện sau khi gán quyền Remote Desktop

Sau đó chọn OK để hoàn tất

VV..22..55.. BBưướớcc 55:: XXáácc llậậpp ttíínnhh bbảảoo mmậậtt cchhoo UUsseerrss:: cchhoo pphhéépp ttrruuyy ccậậpp ttừừ xxaa tthhôônngg qquuaa TTeerrmmiinnaall SSeerrvveerr

Vào Run gõ lệnh gpedit.msc

Ta có giao diện sau:

Hình 8- Giao diện xác lập bảo mật cho Users

Trên hộp thoại này ta chọn như sau:

Computer Configuration \ Window Settings \ Security Settings \ Local Policies \ User Rights

Khi đó trong hộp thoại bên phải, ta chọn Allow log on through Terminal Server, ta có giao diện sau:

Chọn Add User or Group…

Chọn Advanced… \ Find Now, trong danh sách Search results, chọn User chúng ta cần gán quyền để truy cập. Double click vào User (ở đây là phutho). Sau đó chọn OK

117

Hình 9- Giao diện sau khi xác lập bảo mật cho Users

Chọn Apply để xác nhận quyền truy cập cho User. Chọn OK

VV..22..66.. BBưướớcc 66:: CCáácchh ssửử ddụụnngg pphhầầnn mmềềmm qquuaa AApppplliiccaattiioonn SSeerrvveerr:: Khởi động Server trước khi share phần mềm qua mạng

Tại mỗi máy con ta làm như sau:

Vào Run gõ lệnh mstsc, chọn OK Hoặc vào All Programs \ Acsessories \ Communiations \ Remote Desktop Connection, ta có giao diện sau:

Hình 10- Giao diện Remote Desktop khi kết nối

Chọn thẻ General- gõ địa chỉ IP của Server vào ô Computer. VD 10.137.1.200, User name là phutho, password là phutho.

Chọn thẻ Local Resources, ta có giao diện:

118

Hình 11- Giao diện để hiện ổ đĩa Client khi làm việc trên Server

Để hiển thị tất cả các ổ đĩa của máy con trên giao diện của Server khi lưu trữ dữ liệu, ta check tất cả trên Frame Local devices.

Sau khi vào giao diện của Application Server ta có thông báo thay đổi password lần đầu, ta đổi lại password như ý muốn của User. Chọn OK để vào giao diện của Server và sử dụng chương trình ứng dụng trên Server.

VV..33.. KKếếtt qquuảả:: Đã triển khai có hiệu quả việc share khóa cứng trên Server của công ty cho các

đơn vị thực việc tính toán lưới điện trên phần mềm PSS/ADEPT. Tốc độ làm việc của máy con như trên Server có khóa cứng. Tuy nhiên cũng có một số hạn chế như khi truy cập từ xa tại các đơn vị, việc truy bắt điểm kém như các đơn vị đã đưa ra nhận xét trong báo cáo.

Hỗ trợ cho các đơn vị Điện lực về thời gian cũng như khối lượng công việc trong thời gian thực hiện chương trình này với tình hình hiện tại chỉ có một khóa cứng cho phần mềm.

Không những chúng ta áp dụng thành công phần mềm PSS/ADEPT trong việc share khóa cứng qua mạng LAN, qua giải pháp này ta còn chạy được bất kỳ ứng dụng nào trên Application Server.

VV..44.. ĐĐáánnhh ggiiáá:: Tiết kiệm được rất nhiều chi phí trong việc mua khóa cứng để thực hiện phầm

mềm tính toán lưới điện trong công ty trong thời điểm hiện tại. Khi áp dụng phương án này, sẽ khai thông ứng dụng các phần mềm tính toán chuyên ngành điện trong Công ty Điện lực TP HCM, vốn đã ngừng trệ sau khi không thể triển khai đến các

119

đơn vị trong tình hình hiện nay của Công ty Điện lực TP.HCM chi phí mua khoá cứng trang bị cho các đơn vị để sử dụng các phần mềm này quá cao (2,6 tỷ đồng1- 50.000 USD).

VV..44..11.. TTiiếếtt kkiiệệmm cchhii pphhíí Tiết kiệm khoảng 530 triệu đồng (30.000 USD) chi phí mua khoảng 20 khoá

cứng phần mềm PSS/ADEPT cho các đơn vị quản lý lưới và Phòng Ban chức năng trong Công ty Điện lực TP.HCM. (Đính kèm bảng báo giá của Hãng Shaw Power Technologics, Inc)

Tiết kiệm nhiều chi phí khác như: Chi phí tập huấn sử dụng phần mềm kỹ thuật điện với học phí rất cao (trung bình khoảng 1600 USD/người/3ngày cho 1 phần mềm).

Các chi phí vô hình khác như: Áp ngay các kết quả tính toán từ các phần mềm kỹ thuật điện vào mọi công tác hàng ngày của Công ty Điện lực TP.HCM, làm gia tăng lợi nhuận và giảm chi phí đầu tư. Đầu tư vốn hiệu quả vào các công trình điện từ các kết quả tính toán của các chương trình này.

Góp phần sử dụng hiệu quả mạng máy tính tại Công ty Điện lực TP.HCM vốn đã được đầu tư rất nhiều trong những năm vừa qua. Dự kiến, mạng thông tin của Công ty Điện lực TP.HCM sẽ được tăng cường hơn nữa về khối lượng, chất lượng cũng như công nghệ thông qua việc xây dựng mạng cáp quang nội hạt nối mạng trực tiếp tất các các đơn vị trong Công ty. Mạng cáp quang nội hạt lớn nhất TP.HCM này, ngoài việc phục vụ kinh doanh viễn thông của Công ty còn là mạng kết nối, truyền dữ liệu với tốc độ lý tưởng giữa các đơn vị trong Công ty Điện lực TP.HCM.

VV..44..22.. TTiiếếtt kkiiệệmm tthhờờii ggiiaann:: Chuyển giao nhanh chóng các phần mềm tính toán kỹ thuật chuyên ngành điện

cho các đơn vị sử dụng ngay mà không cần mua thêm khoá cứng.

Không mất thời gian tập huấn sử dụng các phần mềm kỹ thuật điện từ Hãng Shaw Power Technologics, Inc trong Công ty Điện lực TP HCM.

120

VVII.. KKẾẾTT LLUUẬẬNN

Chúng ta đã khai thác có hiệu quả khả năng quản lý mạng của hệ điều hành Windows Server 2003 trong việc ứng dụng share khóa cứng các phần mềm tính toán kỹ thuật điện tại công ty điện lực TPHCM.

Ở đây, chúng ta chỉ khai thác khả năng của hệ điều hành Windows Server 2003, chứ không làm thay đổi các thuật toán của phần mềm PSS/ADEPT nên chúng ta không vi phạm bản quyền với nhà sản xuất.

Trong thời gian qua tuy đã áp dụng có hiệu quả giải pháp này, nhưng do số lượng điện lực quá đông và thực hiện trong thời gian cho phép nên cũng còn nhiều hạn chế về thời gia trong lúc thực hiện.

Với giải pháp và tình hình như trên, tôi xin đưa ra kiến nghị như sau: trang bị thêm cho mỗi điện lực một khóa cứng để tiếp tục triển khai tính toán lưới điện trên phần mềm PSS/ADEPT tại đơn vị, một máy Server cấu hình mạnh để share khóa cứng tại mạng LAN của điện lực đơn vị.

CHƯƠNG 8: TÌM HIỂU MỘT SỐ PHẦN MỀM PHÂN TÍCH LƯỚI ĐIỆN KHÁC

122

CCHHƯƯƠƠNNGG 88:: TTÌÌMM HHIIỂỂUU MMỘỘTT SSỐỐ PPHHẦẦNN MMỀỀMM PPHHÂÂNN TTÍÍCCHH

LLƯƯỚỚII ĐĐIIỆỆNN KKHHÁÁCC Ngoài phần mềm PSS/ADEPT các học viên nên biết thêm các phần mềm phân

tích và tính toán khác như:

PSS/U (Power System Simulator – Utilisation) là phần mềm tiện ích mô phỏng hệ thống điện.

PSS/E (Power System Simulator for Engineering) là phần mềm cùng thế hệ với PSS/U, chuyên dùng cho lưới truyền tải.

Phần mềm ASPEN ONE LINER của Shaw Power Technologics, Inc. Phần mềm này hiện đang được các đơn vị quản lý lưới điện sử dụng làm công cụ tính toán, cài đặt và chỉnh định phối hợp bảo vệ cho các lưới điện.

Phần mềm PSAF là phần mềm phân tích lưới điện tiên tiến. Gồm nhiều module tính toán.

Phần mềm VPRO II của Hãng Cooper Power Systems là công cụ tính toán, cài đặt và chỉnh định phối hợp bảo vệ cho lưới điện, đồng thời có thể truyền dữ liệu chỉnh định từ xa đến các thiết bị bảo vệ trong lưới điện.

Phần mềm PSIM là công cụ tính toán điện tử công suất.

Phần mềm EMTP là công cụ tính toán các quá trình quá độ trong hệ thống điện.

Phần mềm ETAP là phần mềm phân tích lưới điện nổi và ngầm, DC và AC, rất hiệu quả và dễ sử dụng. ETAP gồm nhiều module tính toán,…do hãng Operation Technology, Inc sản xuất.

Các phần mềm được trình bày dưới đây và minh hoạ một số kết quả hy vọng góp phần nâng cao kiến thức về áp dụng phần mềm cho các học viên.

123

II.. TTổổnngg qquuaann

II..11.. PPhhầầnn mmềềmm PPSSSS//UU PSS/U (Power System Simulator – Utilisation) là phần mềm tiện ích mô phỏng

hệ thống điện. PSS/U có khả năng tính toán được 2000 nút và 2500 nhánh. Phần mềm này được xem là chương trình chuẩn để tính toán và phân tích hệ thống điện được nhiều nước trên thế giới sử dụng. Ngân hàng thế giới (World Bank) đã chọn phần mềm PSS/U làm công cụ chính để kiểm tra tính hiệu quả đầu tư của các nước vay tiền. Một thông số mà họ quan tâm nhất là mức độ giảm tổn thất trong lưới điện (phần tổn thất kỹ thuật) khi có đầu tư, cải tạo lưới điện. Các thông số này dễ dàng tính toán với PSS/U.

Phần mềm PSS/U được viết bằng ngôn ngữ Fortran, là ngôn ngữ rất thông dụng trong lĩnh vực tính toán kỹ thuật. Tuy nhiên hiện nay hãng Power Technologies phát triển phần mềm PSS/ADEPT, PSS/E, thay cho PSS/U. Việc tập trung phát triển phần mềm PSS/ADEPT, PSS/E như là một giải pháp mạnh hơn và có giao diện trực quan hơn với người sử dụng.

II..22.. PPhhầầnn mmềềmm PPSSSS//EE PSS/E (Power System Simulator for Engineering) là phần mềm cùng thế hệ

với PSS/U. Việc hãng Power Technologies tập trung phát triển PSS/E trong những năm gần đây cho thấy phần mềm PSS/E được xem là phần mềm tối ưu trong tính toán lưới điện hiện nay và đang được rất nhiều nước trên thế giới sử dụng. So với PSS/U thì PSS/E có nhiều ưu điểm vượt trội, quan trọng nhất chính là 2 ưu điểm: số nút tối đa có thể tính toán là 80.000 và trực quan hơn với người sử dụng. Phiên bản mới nhất hiện nay là phiên bản PSS/E – 29.

Các chức năng chính của chương trình PSS/E: Phân tích và tính toán bài toán trào lưu công suất Phân tích ngắn mạch đối xứng và bất đối xứng Xây dựng mạng điện tương đương Mô phỏng động

PSS/E, cho phép ta tạo các thư viện để mô tả rõ ràng các điều kiện của hệ thống và các vấn đề cần khảo sát, khả năng và trình tự thực hiện các chức năng giúp ta đạt được những kết quả mong muốn trong bài toán trào lưu công suất, mô phỏng, các bài toán phân tích tính toán khác và cho ta biết tiến trình cài đặt mô hình động của hệ thống cần mô phỏng.

PSS/E có tất cả 10 phân hệ sau: Phân bố công suất – Power Flow, phân tích động – Dynamics, phân bố công suất cải tiến – Load Flow Enhancement, Tính toán ngắn mạch bất đối xứng – Unbalanced Fault Analysis (Short Circuit), tính hằng số đường dây truyền tải và thuộc tính đường dây – Transmission Line Constant

124

Calculation (TMLC) and Line Properties (LINEPROP), Phân tích hệ thống tuyến tính – Linear System Analysis (LSYSAN), B-Matrix, Phân bố công suất tối ưu – Optimal Power Flow (OPF), Model Library Source và WSCC Programs

II..33.. PPhhầầnn mmềềmm AASSPPEENN OONNEE LLIINNEERR Phần mềm ASPEN ONE LINER của Shaw Power Technologics, Inc. Phần

mềm này hiện đang được các đơn vị quản lý lưới điện sử dụng làm công cụ tính toán, cài đặt và chỉnh định phối hợp bảo vệ cho các lưới điện.

II..44.. PPhhầầnn mmềềmm PPSSAAFF Phần mềm PSAF là phần mềm phân tích lưới điện tiên tiến. Gồm nhiều module

tính toán.

II..55.. PPhhầầnn mmềềmm VVPPRROO IIII ((CCOOOOPPEERR PPOOWWEERR SSYYSSTTEEMMSS)) Phần mềm VPRO II của Hãng Cooper Power Systems là công cụ tính toán, cài

đặt và chỉnh định phối hợp bảo vệ cho lưới điện, đồng thời có thể truyền dữ liệu chỉnh định từ xa đến các thiết bị bảo vệ trong lưới điện.

II..66.. PPhhầầnn mmềềmm PPSSIIMM Phần mềm PSIM là công cụ tính toán điện tử công suất.

II..77.. PPhhầầnn mmềềmm EEMMTTPP Phần mềm EMTP là công cụ tính toán các quá trình quá độ trong hệ thống điện.

II..88.. PPhhầầnn mmềềmm EETTAAPP ((PPOOWWEERR SSTTAATTIIOONN)) Phần mềm ETAP là phần mềm phân tích lưới điện nổi và ngầm, DC và AC, rất

hiệu quả và dễ sử dụng. ETAP gồm nhiều module tính toán,…do hãng Operation Technology, Inc sản xuất.

IIII.. PPhhầầnn mmềềmm pphhốốii hhợợpp bbảảoo vvệệ VVPPRROO--IIII

IIII..11.. GGiiớớii tthhiiệệuu Tính năng của phần mềm này dùng vào việc phối hợp các thiết bị bảo vệ

quá dòng trên lưới điện phân phối. Phần mềm được sản xuất bởi hãng Cooper’s Power System Engineering Groups.

Phần mềm này được lập trình tương thích với hệ điều hành Windows.

Dây là một phần trong phần mềm lớn Power-Vedict với các giao diện rõ ràng, dễ hiểu, hoạt động với độ chính xác cao, được phát triển bởi các chuyên gia hành đầu về hệ thống điện nên phần mềm có rất nhiều tính năng ưu việt bởi những kinh nghiệm lâu năm và chuyên nghiệp trong việc phát triển phần mềm cũng như trong vận hành hệ thống điện.

125

Cơ sở dữ liệu của phần mềm VPRO-II rất lớn với hơn 1000 đường đặc

tính TCC của hơn 400 thiết bị của các hãng nổi tiếng và thông dụng trên thế giới hiện nay. VPRO-II cho phép người sử dụng tạo ra một sơ đồ đơn tuyến dễ dàng và cài đặt thông số rất đơn giản nhờ những công cụ có sẵn. Ngoài ra, với một cơ sở dữ liệu rất lớn về các đường cong và các công cụ để hiệu chỉnh đường cong cho phép ta tạo ra những đường đặc tính mong muốn.

Chương trình VPRO-II đòi hỏi cấu hình máy tối thiểu như sau: - Hệ điều hành Windows 95 hay NT - Màn hình VGA - CPU 486DX – 33MHZ - Dung lượng đĩa cứng 20MB - Dung lượng RAM 16MB. Giao diện chính của VPRO-II với các nhóm thanh công cụ có thể cung

cấp cho người sử dụng tất cả các thiết bị bảo vệ, đường dây chính, nhánh rẽ, từ đó dễ dàng tạo được sơ đồ đơn tuyến.

IIII..22.. MMàànn hhììnnhh ggiiaaoo ddiiệệnn cchhíínnhh ccủủaa cchhưươơnngg ttrrììnnhh

IIII..33.. CCáácc ggiiaaoo ddiiệệnn kkhhaaii bbááoo ccủủaa mmộộtt vvààii tthhiiếếtt bbịị a. Giao diện của Recloser điện tử

126

b. Giao diện của Relay sơ cấp

c. Giao diện của máy biến áp

127

d. Giao diện của của cầu chì và Bus

128

e. Công cụ hiệu chỉnh đường cong TCC

f. Cửa sổ hiển thị đặc tuyến TCC

129

IIII..44.. NNgguuyyêênn ttắắcc pphhốốii hhợợpp.. Khi lựa chọn và phối hợp giữa các thiết bị bảo vệ với nhau phải tuân thủ

những nguyên tắc lựa chọn, phối hợp cơ bản như sau : * Các thiết bị phải được lựa chọn và lắp đặt sao cho phạm vi bảo vệ của

chúng nối tiếp nhau. * Khi sự cố xảy ra, thiết bị gần sự cố nhất phải tác động đầu tiên. * Ngăn chặn không cho sự cố thoáng qua phát triển thành sự cố vĩnh cữu. * Chỉ ngắt điện hẳn khi sự cố là sự cố vĩnh cữu. * Giới hạn phạm vi mất điện do sự cố phải là nhỏ nhất.

IIII..55.. LLựựaa cchhọọnn tthhiiếếtt bbịị bbảảoo vvệệ.. Các thiết bị bảo vệ quá dòng thông dụng nhất trên hệ thống lưới điện bao

gồm : Relay, Recloser, cầu chì. Ở nước ta loại cầu chì được sử dụng phổ biến nhất là cầu chì tự rơi. (LBFCO, FCO).

Việc lựa chọn thiết bị bảo vệ hoàn toàn phụ thuộc vị trí lắp đặt, các thông số dòng điện, điện áp nơi đó và quan điểm, kinh nghiệm của người thiết kế.

Relay được lắp đặt sau thanh cái thứ cấp của máy biến áp trạm, Recloser được đặt ở các nhánh chính, cầu chì thường lắp đặt ở các nhánh rẽ cho các nhóm tải có công suất lớn hay các tải có khả năng mở rộng.

Dòng tác động nhỏ nhất của các thiết bị bảo vệ trên lưới là :

It max = S

3 . Uñm

Imin-trip = 1,5 It max

IIII..66.. MMộộtt ssốố kkếếtt qquuảả pphhốốii hhợợpp

130

MBA 63 MVA/Y

110/15(KV)

RelayBus1

Bus 29

Bus 38

Bus 42

Bus 71Bus 81

Bus 47Bus 14

Bus 86

Bus 96

Bus 5

Bus 2Rec 1 Rec 2Rec 3

Rec 4

Rec 5

Bus 74

1. Kết quả phối hợp bằng phần mềm VPRO – II Hình 1 : Phối hợp Relay, Recloser Bình Thới, Chì Bus 5

131

Chú thích :

- Chì bus 5 : LBFCO nhánh rẽ Bình Thới H100/4

Hình 2 : Phối hợp Relay, Recloser Bình Thới, Chì Bus 14

132

Chú thích :

- Chì bus 14 : LBFCO nhánh rẽ Bình Thới hẽm100

Hình 3 : Phối hợp Relay, Recloser Âu Cơ, Chì Bus 38

133

Chú thích :

- Chì bus 38 : FCO nhánh rẽ Aâu Cơ 205

Hình 4 : Phối hợp Relay, Recloser Đại Hành, Chì Bus 47

134

Chú thích :

- Chì bus 47 : FCO nhánh rẽ Đại Hành 2

Hình 5 : Phối hợp Relay, Recloser Đại Hành, Chì Bus 71, Chì Bus 74

135

Chú thích :

- Chì bus 71 : LBFCO nhánh rẽ Tạ Uyên

- Chì bus 74 : FCO của MBT trạm Trần Quí

Hình 6 : Phối hợp Relay, Recloser Đại Hành, Rec Diên Nghệ, Chì Bus 96

136

Chú thích :

- Chì bus 96 : FCO của MBT Diên Nghệ 5

IIIIII.. PPhhầầnn mmềềmm EEaassyy PPoowweerr

IIIIII..11.. 11.. GGiiớớii tthhiiệệuu Để tính toán ngắn mạch cho một vài nút sự cố trên một sơ đồ đơn giản bằng

cách sử dụng một số phương pháp tính tay đơn giản thì việc tính toán tỏ ra có hiệu quả. Nhưng để phân tích và tính toán cho một lưới điện phân phối cụ thể với vài trăm nút thì việc tính bằng tay trở nên vô cùng khó khăn và mất rất nhiều thời gian.

Ngày nay, với việc ứng dụng máy tính vào trong hầu hết các lãnh vực đã đem lại một cách nhìn mới trong việc xử lý thông tin. Việc tính toán trong lãnh vực kỹ thuật nói chung và ngành Kỹ Thuật Điện nói riêng đã trở nên dễ dàng hơn khi có sự trợ giúp của máy tính và các phần mềm chuyên dụng. Vì vậy việc sử dụng các phần mềm được lập trình có vai trò rất lớn trong việc tính toán và phân tích sự cố. Để bắt kịp xu thế đó, người kỹ sư phải trang bị những kiến thức cần thiết về việc sử dụng những phần mềm đó nhằm đem lại hiệu quả cao khi phân tích và tính toán với những hệ thống lớn.

Sau đây là những phần giới thiệu sơ lược về các phần mềm chuyên dụng

trong việc tính toán ngắn mạch và phối hợp bảo vệ của các thiết bị. Easy Power là phần mềm của hãng ESA Power System dùng trong tính toán

ngắn mạch, trào lưu công suất, hoạ tần bậc cao của hệ thống điện bằng cách nhập dữ liệu trên sơ đồ đơn tuyến với giao diện đơn giản.

137

Easy Power được thiết kế dựa trên co sở các phương pháp phân tích mạch tiên tiến nhất với các giải thuật tối ưu được xử lý qua ngôn ngữ lập trình bởi các nhà phân tích mạch hàng đầu.

Chương trình Easy Power đòi hỏi cấu hình máy tối thiểu như sau: - Hệ điều hành Windows 95 hay NT - Màn hình VGA - CPU 486DX – 33MHZ - Dung lượng đĩa cứng 10MB - Dung lượng RAM 16MB.

IIIIII..22.. GGiiaaoo ddiiệệnn cchhíínnhh ccủủaa cchhưươơnngg ttrrììnnhh

1. Một số giao diện để nhập số liệu cho các phần tử của mạch

a. Giao diện nhập số liệu nguồn của hệ thống

138

b. Giao diện nhập số liệu của Bus

c. Giao diện nhập số liệu máy biến áp hai cuộn dây

139

d. Giao diện nhập số liệu của đường dây trên không

140

e. Giao diện nhập số liệu cho cáp ngầm

IIIIII..33.. KKếếtt qquuảả ttíínnhh ttooáánn Do dòng điện khi ngắn mạch rất lớn và là phần kháng, còn dòng trước xảy ra

ngắn mạch thì nhỏ và là phần thực. Vì vậy dòng điện tổng sau khi ngắn mạch có độ lớn gần bằng thành phần có giá trị lớn. Do đó có thể bỏ qua dòng điện tải trước ngắn mạch.

* Tất cả giá dòng điện trước ngắn mạch bằng 0. Các qui ước : * Ngắn mạch ba pha : Tính pha a. * Ngắn mạch một pha (pha a) chạm đất : Tính pha a. * Ngắn mạch hai pha (pha b và pha c) chạm nhau và chạm đất : Tính pha b. * Ngắn mạch hai pha (pha b và pha c) chạm nhau : Tính pha b. Xét một hệ thống đơn giản gồm 11 bus như sau :

141

Xem nguồn có các thông số như sau : XHT = 0.354 Ω * Máy biến áp có Uđm = 110 / 15 kV Sđm = 63 MVA ; Un% = 11 %. * Dây dẫn AC 240 có : Z1 = Z2 = 0.3984 (Ω / km )

r1 = 0.1280 (Ω / km ) x1 = 0.3773 (Ω / km ) r0 = 0.4531 (Ω / km ) x0 = 0.12005 (Ω / km )

* Chiều dài dây dẫn L12 = 0.01 (km) L23 = 0.05 (km) L34 =0.05 (km)

L45 =0.05 (km); L56 =0.04 (km) L57 =0.04 (km) L38 =0.05 (km) L89 =0.05 (km); L9,10 =0.04 (km) L9,11 =0.04 (km) Tính ngắn mạch ba pha, một pha chạm đất ( L – G ), hai pha chạm

nhau và chạm đất ( D – L – D ), hai pha chạm nhau ( L – L ), trong tình trạng không tải và tổng trở chạm đất Zf = 0.

Momentary (First Cycle) High Voltage Currents Using Momentary Impedance Circuit Driving Point Voltage (P.U.) = 1.00000 __3 PHASE Fault On __ ______________ Total Fault Duties _______________

142

Name Bus kV Symmetrical X/R Mult Asymmetrical ANSI Duty Amps Ratio Factor Amps Amps BUS-1 15.00 21669.9 150.00 1.71 37026.7 34671.8 BUS-2 15.00 21466.7 102.28 1.70 36450.0 34346.7 BUS-3 15.00 20502.5 40.82 1.65 33813.4 32804.0 BUS-4 15.00 19617.5 26.35 1.61 31529.7 31387.9 BUS-5 15.00 18802.7 19.88 1.57 29534.6 30084.3 BUS-6 15.00 18196.3 16.81 1.54 28112.8 29114.0 BUS-7 15.00 18196.3 16.81 1.54 28112.8 29114.0 BUS-8 15.00 19617.5 26.35 1.61 31529.7 31387.9 BUS-9 15.00 18802.7 19.88 1.57 29534.6 30084.3 BUS-10 15.00 18196.3 16.81 1.54 28112.8 29114.0 BUS-11 15.00 18196.3 16.81 1.54 28112.8 29114.0 Momentary (First Cycle) High Voltage Currents Using Momentary Impedance Circuit Driving Point Voltage (P.U.) = 1.00000 __D L-GND Fault On __ ______________ Total Fault Duties _______________ Name Bus kV Symmetrical X/R Mult Asymmetrical ANSI Duty Amps Ratio Factor Amps Amps BUS-1 15.00 21669.4 150.00 1.71 37025.9 34671.1 BUS-2 15.00 21441.7 90.45 1.69 36314.2 34306.7 BUS-3 15.00 20359.8 32.45 1.63 33170.5 32575.7 BUS-4 15.00 19370.0 20.98 1.58 30574.0 30992.0 BUS-5 15.00 18465.6 16.05 1.54 28386.5 29544.9 BUS-6 15.00 17797.9 13.74 1.51 26867.1 28476.7 BUS-7 15.00 17797.9 13.74 1.51 26867.1 28476.7 BUS-8 15.00 19370.0 20.98 1.58 30574.0 30992.0 BUS-9 15.00 18465.6 16.05 1.54 28386.5 29544.9 BUS-10 15.00 17797.9 13.74 1.51 26867.1 28476.7 BUS-11 15.00 17797.9 13.74 1.51 26867.1 28476.7 Momentary (First Cycle) High Voltage Currents Using Momentary Impedance Circuit Driving Point Voltage (P.U.) = 1.00000 __L TO L Fault On __ ______________ Total Fault Duties _______________ Name Bus kV Symmetrical X/R Mult Asymmetrical ANSI Duty Amps Ratio Factor Amps Amps BUS-1 15.00 18766.1 150.00 1.71 32065.2 30025.8 BUS-2 15.00 18590.1 102.28 1.70 31565.7 29744.2 BUS-3 15.00 17755.1 40.82 1.65 29282.4 28408.2 BUS-4 15.00 16988.7 26.35 1.61 27304.7 27182.0 BUS-5 15.00 16283.1 19.88 1.57 25577.0 26053.0 BUS-6 15.00 15758.0 16.81 1.54 24345.6 25212.8 BUS-7 15.00 15758.0 16.81 1.54 24345.6 25212.8 BUS-8 15.00 16988.7 26.35 1.61 27304.7 27182.0 BUS-9 15.00 16283.1 19.88 1.57 25577.0 26053.0 BUS-10 15.00 15758.0 16.81 1.54 24345.6 25212.8 BUS-11 15.00 15758.0 16.81 1.54 24345.6 25212.8

143

Momentary (First Cycle) High Voltage Currents Using Momentary Impedance Circuit Driving Point Voltage (P.U.) = 1.00000 __S L-GND Fault On __ ______________ Total Fault Duties _______________ Name Bus kV Symmetrical X/R Mult Asymmetrical ANSI Duty

Amps Ratio Factor Amps Amps BUS-1 15.00 21669.9 150.00 1.71 37026.7 34671.8 BUS-2 15.00 21321.0 80.78 1.69 36014.3 34113.6 BUS-3 15.00 19724.5 26.04 1.61 31675.4 31559.2 BUS-4 15.00 18340.5 16.44 1.54 28268.9 29344.8 BUS-5 15.00 17131.0 12.45 1.49 25533.1 27409.6 BUS-6 15.00 16268.8 10.61 1.46 23706.9 26030.1 BUS-7 15.00 16268.8 10.61 1.46 23706.9 26030.1 BUS-8 15.00 18340.5 16.44 1.54 28268.9 29344.8 BUS-9 15.00 17131.0 12.45 1.49 25533.1 27409.6 BUS-10 15.00 16268.8 10.61 1.46 23706.9 26030.1 BUS-11 15.00 16268.8 10.61 1.46 23706.9 26030.1

IIVV.. PPhhầầnn mmềềmm CCYYMMEE

Ngày nay việc ứng dụng các phần mềm trở nên thông dụng giúp ta sử dụng dễ dàng để xây dựng mô phỏng hệ thống, từ đó tính toán và khắc phục những hạn chế. Trong tính toánn họa tần có nhiều phần mềm như: Cyme, Easy Power, Matlab, … Ở đây ta dùng phần mềm Cyme để phân tích họa tần như tính các thông số cần thiết về phân bố công suất, THD, dạng sóng, đặc tuyến trở kháng, … Trong chương này ta tìm hiểu cách sử dụng phần mềm Cyme để phục vụ cho việc phân tích họa tần.

IIVV..11.. CCáácc cchhứứcc nnăănngg ccủủaa pphhầầnn mmềềmm Tập đoàn Cyme được thành lập năm 1986, chuyên cung cấp các phần mềm

chuyên dụng phân tích hệ thống điện. Trong đó tập đoàn này đã xây dựng phần mềm Cyme là sự tích hợp các phần mềm phân tích hệ thống điện . Nó được trang bị một số modul dùng để mô phỏng một mảng rộng bao gồm các trạng thái làm việc của hệ thống lưới điện.

Hiện thời phần mềm này bao gồm các modul: Cymeflow : dùng phân tích phân bố công suất, chế độ khởi động động

cơ, phân tích sự cố. Cymfault : dùng phân tích sự cố ngắn mạch. Cymstab : dùng phân tích ổn định quá độ. Cymharmo : dùng phân tích sóng hài. Cymtcc : dung phân tích bảo vệ rờ le.

Phần mềm này cung cấp cho ta nhiều sự lựa chọn các thiết bị trong hệ thống điện. Người sử dụng được hổ trợ những cơ sở dữ liệu được gắn sẵn trong các hộp thoại để phù hợp với mô hình dung cho các trạng thái phân tích riêng. Mỗi kiểu thiết bị xây dựng mô hình có đặc tính hơn một khả phụ thuộc vào mục đích và phạm vi mô phỏng.

Đối với tham số thiết bị điện, nếu thiếu thông tin chi tiết Cyme có khả năng gợi ý dữ liệu tiêu biểu cho thiết bị đó theo hệ thống của ta. Các dữ liệu cũng như các

144

công thức tính toán đuyược cho là kết quả thí nghiệm của cácư hệ thống công nghiệp thực hành và được nhiều quốc gia công nhận và sử dụng rộng rãi.

Đối với lĩnh vực đồ họa Cyme cho ta giao diện và màn hình đồ họa cung cấp thông tin rất chi tiết về hình dạng sóng tín hiệu, các phổ tần số của tín hiệu dòng áp tại các điểm nút, các nhánh và phân tích điều kiện cộng hưởng của hệ thống baừng cách cho ra đặc tuyến tổng trở, phổ tương ứng của các bus. Nơi truy xuất xuất là CymeView dùng chung cho các modul mô phỏng nếu có phát sinh những loại biểu đồ nào ta đều có thể truy xuất tại đây. Cymeview có khả năng quản lý đầu ra những modul khác nhau và cất giữ những kết quả đồ họa cho bất kì các dạng đồ thị cần thiết gắn liền với modul mô phỏng đó.

Đối với lĩnh vực phân tích sóng hài, đây là một modul của Cyme có tên là Cymeharmo có khả năng tính toán nhiều vấn đề sóng hài như THD, độ lớn dòng, áp tại mỗi tần số tại các bus, nhánh, … cũng như cho ta hình dạng sóng dòng áp, các đặc tuyến trở kháng có liên quan… Nó tạo cho ta các mô hình các thiết bị rộng lớn như các nguồn dòng họa tần làm mô hình phi tuyến tải, các dạng mạch lọc như lò hồ quang, các bộ chỉnh lưu, … và nhiều loại mô hình đường dây (cáp), động cơ cảm ứng, bộ lọc sóng hài.

Quy mô lưới điện Cyme có khả năng phân tích là: - Đối với mô hình thay thế cho hệ thống 3 pha:

2000 bus 6000 phần tử (đường dây, tải, máy biến áp,…) 750 nguồn dòng ( phát sinh sóng hài).

- Đối với mô hình thay thế cho hệ thống đơn tuyến: 6000 bus 18000 phần tử (đường dây, tải, máy biến áp,…) 750 nguồn dòng ( phát sinh sóng hài).

Với các tính năng như trên, phần mềm Cyme là công cụ đã được các công ty chuyên ngành, các cố vấn kỹ thuật, các nhà nghiên cứu và các trường đại học, cao đẳng,… dùng cho mục đích mô phỏng các trạng thái làm việc cũng như tính toán các thông số cần thiết cho hậ thống điện.

Các tính năng trong phần mềm Cyme là rất lớn và rộng, đồng thời có rất nhiều thư viện luôn được cập nhật bổ sung, nên trong chương này chỉ đề cập đến những phần thích hợp có sử dụng để mô phỏng nhằm phân tích sóng hài.

IIVV..22.. CCYYMMFFLLOOWW VVÀÀ CCYYMMFFAAUULLTT Màn hình giao diện của PSAF:

145

146

1.1 Khởi động CYMFLOW và CYMFAULT: Khi ta click 2 lần vào biểu tượng PSAF màn hình giao diện sẽ hiện ra. Ta click vào

Analysis – phía trên màn hình, một hộp thoại sẽ hiện ra ta chọn CYMFLOW hoặc CYMFAULT.

Sau khi chọn Power Flow ta có thể:

Mở một File đã lưu bằng cách click trên biểu tượng , hoặc vào menu File Y Open

Mở Study mới lưu bằng cách click trên biểu tượng , hoặc vào menu File Y New. Sau đó chọn mặc định 1 Bus bằng cách click OK ở hộp thoại sau

Chọn một Bus, đó là sự khởi đầu cho việc tạo mạng điện

1.2. Giới thiệu một số loại thiết bị:

1.2.1. BUS (Thanh góp): Là điểm nối hai hay nhiều thành phần với nhau, cần nhập giá trị áp cơ bản

147

Bus ID: là tên đặt duy nhất để nhận dạng nó trong lưới.(12 kí tự) Extra ID: là tên tùy chọn khác để hiển thị nơi của Bus ID trên đường dây và

dùng hiển thị trong bảng kết quả.(20 kí tự) Base Voltage (KV): Điện áp cơ bản. Operating Voltage (KV): là điện áp được duy trì tại Bus. Bus voltage limit (pu): Giới hạn áp (trong đơn vị tương đối) có thể chấp nhận

được tại Bus. Không ảnh hưởng đến kết quả tính toán. Previous Load Flow Solution: Cho kết quả sau cùng áp tại Bus trong đơn vị

tính toán và góc pha. Kết quả này được lưu vào (*.nwt) 1.2.2 CAPACITOR, Shunt (Tụ điện ): Được nối vào Bus để cung cấp công suất phản kháng cho hệ thống nhằm nâng

hệ số công suất tại Bus. Ta có thể tạo database bằng cách nhấn nút rồi đặt tên cho database. Sau đó nhập giá trị điện áp; công suất Q cho database mới. Ngoài ra ta có thể chọn tải từ Database ID

Rating (MVAR): Công suất ba pha.

Voltge (KV): áp dây.

Losses (MW): tổn thất do trở kháng của tụ điện.

* Nếu không biết giá trị Losses có thể ước lượng 1KW/1MVA

* Bởi vì áp của tụ luôn cao hơn khá nhiều so với áp bình thường trên Bus nên CYM sẽ không cản trở việc nối tụ vào Bus với điện áp khác.

148

Tụ điện chỉ có loại 3 pha. Yg: là đấu sao nối đất. Khi chọn cách đấu này thì phải cho giá trị điện trở và điện kháng nối đất; Y: là đấu sao không nối đất; D: là đấu tam giác. Thông số ta nhập ở đây chính là thông số cho tụ

1.2.3 MOTOR (Động cơ): Khi nối motor vào hệ thống, có thể tạo database hoặc nhập tương tự như ở trên

Hệ số tải sẽ được nhập vào LF = ( rate PF / operating PF)* load factor

149

Power Factor: Hệ số công suất lúc vận hành. Nó có thể khác với giá trị trong database.

Ground impedance: Là giá trị điện trở và điện kháng nối đất của motor. Giá trị này chỉ được sử dụng khi cuộn dây đấu sao nối đất.

Voltage: Mức điện áp của motor KV Rating: Có thể vào bằng MVA, HP, KW. Chỉ cần vào một giá trị hai giá trị kia

sẽ được tính toán. Cần phải vào hệ số công suất và hiệu suất động cơ rồi sau đó mới vào công suất biểu kiến.

1.2.4 LOAD (Tải) _( Phải là tải 3 pha ): Cần tạo database cho tải để thuận tiện cho việc nhập thông số theo dạng bảng

và đó cũng là database mới. Cách tạo database tương tự như trên. Ngoài ra ta có thể chọn tải từ Database ID

Exponents nP and nQ = 0 công suất tải là hằng số =1 dòng tải là hằng số = 2 trở kháng tải là hằng số

150

Sau khi nối tải vào hệ thống phải điền các dữ liệu vào hộp thoại. Chúng ta có thể điền vào hai giá trị Active và Reactive Power 2 giá trị còn lại

sẽ được tính toán. Nếu ta điền vào hai giá trị Apparent Power, Power Factor thì sự tự tính toán sẽ như mong muốn. Giá trị mà ta nhập ở đây là giá trị hiện thời của tải.

151

1.2.5 LINE (Dây dẫn điện): Level( KV): Cấp điện áp của Line; Type and Size: Loại và kích cỡ Line Loading limits (A): Giới hạn: dòng (Standard); nguy hiểm (Emergency)

Cần nhập trở kháng thứ tự: thuận; nghịch; không. Giá trị của các trở kháng là

trên một đơn vị chiều dài.Trong phần nhập batabase cũng tương mục trên..

Lengh: Chọn đơn vị chiều dài của Line

1.2.6. TRANSFORMER (Máy biến áp):

152

1.2.6.1 Máy biến áp 2 cuộn dây

Các thông số cần nhập: Giá trị công suất biểu kiến của máy biến áp; hoặc chọn trong database Đặt tên cho máy biến áp Điện áp thứ cấp _ sơ cấp; cách đấu Độ lệch pha Giá trị trở kháng và tỷ số X/R thứ tự thuận trong hệ đơn vị tương đối Chọn giới hạn và giới hạn nguy hiểm công suất (loading limit)

1.2.6.2 Máy biến áp 3 cuộn dây

Nhập các thông số cần nhập tương tự như MBA hai cuộn dây. Nếu trong Database không có MBA mà ta cần thì tốt nhất là ta nên tạo một

Database mới để thuận tiện cho các công việc sau này nếu cần chỉnh sửa.

153

1.2.7. UTILITY (Nguồn):

Các thông số cần nhập: Cấp điện áp. Đặt tên nguồn. Côngsuất ngắn mạch và côngsuất ngắn mạch chạm đất; tỷ số X/R. Công suất phát ( Pgen, Qgen ). (Nếu ta chọn loại Swing thì không cần

phải nhập Pgen, Qgen ).

154

155

1.3.Tính kết quả CYMFLOW và CYMFAULT Để tính CYMFLOW và CYMFAULT ta click vào Analysis phía trên màn hình, tiếp

theo chọn Solve hoặc ta có thể nhấn trực tiếp vào biểu tượng Solve . 1.4.Ý nghĩa các biểu tượng

: Sau khi Slove xuất hiện biểu tượng này. Nếu ta muốn xoá hoặc thêm

vào các thiết bị thì ta phải chuyển biểu tượng đó thành : Khi ta click vào đây một hộp thoại sẽ hiện ra, ta có thể chọn Công suất

cơ bản, điện áp cơ bản và cấp chính xác khi tính lặp, các giá trị khác tự đông được suy ra

: Biểu tượng này cho phép ta chọn hệ đơn vị cho các đại lượng dòng và áp.

: Biểu tượng này cho phép ta tạo một thiết bị mới giống thiết bị mà ta đánh dấu.

: Biểu tượng này cho phép ta dời một thiết bị từ nút này sang nút khác. : Biểu tượng này cho phép hiện kết quả tính trrên sơ đồ. : Biểu tượng này cho phép ta coi dữ liệu của từng thiết bị trong mạng

điện và có thể nhập dữ liệu của từng thiết bị theo dạng bảng. : Biểu tượng này cho phép ta quay Bus đứng hoặc ngang. : Biểu tượng này cho phép ta quay các thiết bị ( không kể Bus). : Biểu tượng này cho phép ta tăng hoặc giảm chiếu dài Bus.

Biểu tượng này cho phép ta xoá thiết bị đã chọn, hoặc ta có thể xoá bằng cách: chọn thiết bị cần xoá Y nhấn phím Delete.

156

: Biểu tượng này cho phép ta tạo lại thiết bị vừa mới xoá. : Biểu tượng này cho phép ta sử dụng các biểu tượng trên hàng của biểu

tượng này. Sau khi click biểu tượng trên ta có thể tạo lưới hoặc bỏ lưới bằng cách click

vào (nếu biểu tượng không được chọn ). : Biểu tượng này cho phép ta di chuyển nhóm Bus đã chọn : Biểu tượng này cho phép ta đóng hoặc ngắt thiết bị đã chọn ra khỏi

mạng điện đang xét. : Biểu tượng này cho hiện tên hoặc không hiện tên của các thiết bị có

trong mạng điện. Lưu ý: Để lưu lại lần sau giải tiếp hoặc đem qua máy khác thì ta phải Export.

Sau đó để giải thì ta Import, khi đó kết quả mới đúng và các dữ liệu mà ta nhập mới còn. Còn nếu mà ta nhấn Save thì chỉ lưu file dạng study (không lưu các file dữ liệu đã nhập )

Export: Vào nút File phía trên góc trái màn hình, chọn Export, chọn Study, rồi chọn Folder mà ta muốn Export vào.

Import: Vào nút File phía trên góc trái màn hình, chọn Import, chọn Study, rồi chọn Folder mà ta đã Export vào. II. CYMHARMO: 2.1 Khởi động CYMHARMO:

CYMHARMO được cài sẵn khi chúng ta cài PSAF. Để chạy, ta click 2 lần vào biểu tượng PSAF. Menu chính hiện ra, ta chọn new

Study từ menu file.Kế tiếp chọn Harmonic Analysis từ Select Solve trên menu Analysis

2.2.Một số thiết bị hài tiêu biểu:

Do ta chỉ sử dụng một số thiết bị tạo sóng hài cho mục đích sau này, nên chỉ giới thiệu một số thiết bị tiêu biểu thường được dùng

2.2.1. Load (Tải ):

Tải chúng ta chỉ có loại tải tĩnh (Static Load), được thay thế bằng nhánh RL

2.2.2.Tụ bù ngang (Shunt Capacitor):

Tụ bù ngang có thể nổ tại tần số cộng hưởng điệ dung của tụ và điện cảm của lưới tạo thành mạch cộng hưởng song song

157

Các thông số đã được nhập và giải quyết trong phần CYMLOW và CYMFLOW.

2.2.3 Máy biến áp:

Ở đây ta sử dụng loại Fixed-Tap, các thông số cần nhập ta đã nhập ở phần CYMFLOW.

2.2.4 Line (dây dẫn):

Các thông số cần nhập ta đã nhập ở phần CYMFLOW nhưng ta cần bổ sung thêm loại Line cần mô phỏng hài.

Series R_L: Dùng cho mô hình đường dây ngắn, được thay thế bằng nhánh R_L, giá trị dung dẫn không quan tâm đến.

Giá trị của nhánh R_L nhỏ hơn khoảng từ 100 đến 1000 lần trở kháng của thiết bị trong nhánh nối với nó. Nếu nhỏ hơn sẽ báo lỗi: “Ill_conditioned network”

Nominal P_I: Dùng cho mô hình đường dây ngắn. Khi chiều dài của dây dẫn hoặc cáp tăng, giá trị dung dẫn sẽ trở nên quan trọng và sự mô phỏng lúc này giống như một bộ lọc cho sóng hài bậc cao

Distributed_Parameter (thông số phân bố): Dùng cho mô hình đường dây dài. Thông số được phân bố cả chiều dài dây được sử dụng các kết quả thông số A,B,C,D của đường dây dài. Cách này cũng có thể dử dụng đường dây ngắn

Distributed_ Parameter with skin effect (thông số truyền tải với hiệu ứng bề mặt): tương tự như mô phỏng thông số truyền tải không kể sự tăng của điện trở theo tần số

Chú ý: chỉ sự mô phỏng này, thông số đơn vị chiều dài phải là km. Điện trở R được cho là điện trở DC, nhưng ta sử dụng điện trở AC thì sai số

không đáng kể.

158

159

2.2.5 Các nguồn dòng:

2.2.5.1 Nguồn dòng đơn:

Đây là nguồn dòng phát ra tại một tần số, biên độ dòng cỡ kA, góc pha (độ) và tần số hài / tần số cơ bản _ tức là bậc hài ta phải nhập

2.2.5.2. Nguồn dòng đa tần số:

Nguồn dòng này (cỡ kA) thường được áp dụng. Nó cần thiết để mô tả các dòng hài ở các bậc khác nhau

Ta sẽ nhập biên độ _ góc pha cuả các bậc hài và công suất tương ứng với thiết bị phát ra sóng hài mà được thay thế bằng nguồn dòng này. Biên độ dòng hài có thể ở đơn vị tương đối hoặc trong đơn vị tuyệt đối (kA). Ta cần nhập biên độ và góc pha dòng cơ bản theo phân bố công suất thì sẽ chính xác hơn

160

2.2.6. Converter (Bộ biến đổi)

2.2.6.1. Converter ideal (converter lý tưởng) Converter lý tưởng dùng Diode để chỉnh lưu. Các thông số cần nhập là:

Công suất biểu kiến, số xung chỉnh lưu. Sau khi ta kết nối xong Converter ideal một bảng hộp thoại sẽ hiện ra như hình ở dưới ta sẽ nhập thông số công suất tác dụng. Ta sẽ click vào nút Access DB để mà nhập thông số công suất biểu kiến, số xung, mức điện áp.

161

162

2.2.6.2. Converter non_ideal (converter không lý tưởng): Converter lý tưởng dùng Thyristor (SCR) để chỉnh lưu. Thông số cần

nhập tương tự Converter ideal

163

2.3. Thông điệp và cách phòng lỗi

Khi chúng ta kết nối xong mạng điện, để thuận lợi ta lưu trong một file văn bản được gọi là PSAF.WAR. Chúng ta thường gặp phải một số lỗi sau trong khi kết nối mạng điện:

1) “Ill-conditioned network ! Check the elements connected to bus……”. Đây là thông điệp báo lỗi. Nguyên nhân là do một thành phần nào đó trong mạng có trở kháng quá nhỏ, làm sai sự cưỡng bức dòng điện chạy trong mạng. Bởi vì điện áp tại hai nơi gần như là bằng nhau. Để khắc phục ta có thể tăng trở kháng

2) “Bus …… is isolated from the following buses: ………”. Đây chỉ là thông báo cho biết có Bus bị cô lập, có thể là sự chủ ý chưa cần xét đến Bus bị cô lập

3) “Singular Bus admittance matrix in SOL. Zero Diag ! Bus: …………” Đây là sự báo lỗi một thành phần không có nối đất. Giải quyết vấn đế này ta

nối đất cho thành phần đó. Chú ý nếu thành phần được cho là không nối đất, ta sẽ cố gắng nối qua một điện trở cao hoặc điện dung nhỏ, hoặc có thể sử dụng nhánh RLC cho mục đích.

4) “Component = # ……………… Appears to be Numerically ill – conditioned”.

Đây là sự thông báo một thông số đường dây mô phỏng với giá trị thông số rất nhỏ. Nên cố gắng sử dụng sơ đồ khác, như Nominal _ PI.

2.4 Tính THD:

Tính THD ta click vào biểu tượng , sẽ hiện ra hình sau:

Chú ý: Để tính được chính xác ta tính Power Flow trước và đặt tên (ví dụ A)

lưu vào một file dạng A.FVI. Khi tính Harmonic ta ta chọn tính từ file A.FVI

164

Để xem Dòng hài và áp hài dạng bảng sau khi nhấn nút Done, ta click vào biểu

tượng . Còn để chuyển bảng kết quả tính toán sang Excel taclick chuột phải và chọn như hình sau

2.5 Mô tả trên bản vẽ:

1) Zoom-in: Để Zoom ta click 2 chuột trái lần trên đồ thị (phải luôn giữ chuột trái trong lần click thứ hai) và kéo bôi khoảng cần Zoom.

165

2) Zoom-out: Để Zoom-out ta click chuột phải/ Graph/ Zom extents

3) Để đổi màu đồ thị dạng biểu đồ ta click chuột phải / Bars / Distortion (hoặc

Impedance) analysis / Chọn Bus / Box / chọn màu

4) Để đổi màu đồ thị dạng sóng ta click chuột phải / Curves / Distortion (hoặc

Impedance) analysis / Chọn Bus / Box / chọn màu

166

5) Chọn lại tần số cơ bản:

Để chọn ta click chuột phải / X-Axis / Unit / Editor (như hình minh hoạ), sau

đó lick nút sau đó click vào nút để chọn lại tần số cơ bản. Hoặc ta có thể chọn đơn vị của số:

5) Đặt tên cho bản vẽ: click chuột phải, chọn Title, rồi đặt tên cho bản vẽ 2.6. Xuất lưới điện dạng Autocad:

Để xuất lưới điện ra dạng Autocad ta click vào nút (phía góc trái trên màn hình). Sau đó chọn Export/ One-Line diagram / Chọn loại Autocad + Tên + nơi lưu trữ.

167

Lưu ý: Khi xuất lưới điện dạng Autocad ta phải cho mạng điện nằm tòan bộ trong mặt phẳng đang hiển thị. Nếu không thì chỉ xuất những cái mà ta nhìn được nơi màn hình hiển thị.

VV.. CCáácc pphhầầnn mmềềmm ttíínnhh ttooáánn llưướớii đđiiệệnn PPSSSS//UU vvàà PPSSSS//EE

VV..11.. LLờờii nnóóii đđầầuu Nghiên cứu và ứng dụng máy tính vào tính toán hệ thống điện là sự phát triển

tất yếu của tất cả các công ty điện lực trong thời đại hiện nay. Kể từ năm 1997, với sự giới thiệu của công ty tư vấn Worley, công ty Điện lực Tp.HCM đã nghiên cứu và ứng dụng phần mềm PSS/U 8.3 vào tính toán và phân tích hệ thống điện Tp.HCM. Đề tài nghiên cứu khoa học: “Nghiên cứu và áp dụng phần mềm PSS/U trong tính toán và tối ưu lưới điện” là kết quả của quá trình nghiên cứu đó.

Phần mềm PSS/U do hãng POWER TECHNOLOGIES, INC., một hãng phần mềm của Mỹ thực hiện. Đây là phần mềm tính toán và phân tích hệ thống điện rất mạnh và được nhiều nước trên thế giới sử dụng. Tuy nhiên hiện nay hãng Power Technologies đã không còn phát triển tiếp phần mềm PSS/U, thay vào đó hãng này tập trung phát triển phần mềm PSS/ADEPT, PSS/E như là một giải pháp mạnh hơn và có giao diện trực quan hơn với người sử dụng.

VV..22.. SSơơ llưượợcc vvềề PPSSSS//UU vvàà PPSSSS//EE Phần mềm PSS/U, viết tắt từ tên gọi Power System Simulator – Utilisation, là

phần mềm đã từng được xem là chuẩn trong tính toán và phân tích hệ thống điện. Phần mềm này được viết bằng ngôn ngữ Fortran, một ngôn ngữ rất thông dụng trong lĩnh vực tính toán kỹ thuật. Phần mềm này có thể tính toán tổn thất công suất, bù công suất phản kháng, tính toán ngắn mạch, xác định cấu hình tối ưu, v.v… Số lượng nút tối đa mà nó có thể tính toán được là 2000 nút.

Phần mềm PSS/E, viết tắt từ tên gọi Power System Simulator for Engineering, là phần mềm cùng thế hệ với PSS/U. Việc hãng Power Technologies chỉ tập trung phát triển PSS/E trong những năm gần đây làm cho phần mềm PSS/E được xem là chuẩn trong tính toán lưới điện hiện nay và được rất nhiều nước trên thế giới sử dụng. So với PSS/U thì PSS/E có nhiều ưu điểm vượt trội, quan trọng nhất chính là 2 ưu điểm: số nút tối đa có thể tính toán là 80.000 và trực quan hơn với người sử dụng.

168

VV..33.. TTììmm hhiiểểuu PPSSSS//EE –– 2288

VV..33..11.. GGiiớớii tthhiiệệuu

V.3.1.1. Các chức năng chính của chương trình PSS/E-28 Phân tích và tính toán bài toán trào lưu công suất Phân tích ngắn mạch đối xứng và bất đối xứng Xây dựng mạng điện tương đương Mô phỏng động

V.3.1.2. Ba khía cạnh quan trọng của chương trình PSS/E-28 Cho phép ta tạo các thư viện để mô tả rõ ràng các điều kiện của hệ thống và các vấn đề cần khảo sát. Khả năng thực hiện của từng chức năng và trình tự các chức năng giúp ta đạt được những kết quả mong muốn trong bài toán trào lưu công suất, mô phỏng, tính ngắn mạch. Cho ta biết tiến trình cài đặt mô hình động của hệ thống cần mô phỏng.

V.3.1.3. Những bước cơ bản cho người mới sử dụng Nhận biết rõ các file bao gồm: input data file, Saved case file, Snapshot file và Chanel ouput file. Soạn ra bản liệt kê các tên và nội dung của những file này (Sử dụng PSS/E File Planning Sheet - POMV1.pdf) Tập hợp tất cả các dữ liệu trào lưu công suất và thiết lập một hoặc nhiều Saved Case files về trào lưu công suất trước khi tiến hành việc mô phỏng. Tiếp tục phát triển những dữ liệu và các subroutine mô hình hoá các thiết bị của việc mô phỏng động (xem chương 7 POMV1.pdf) Kết nối liên kết của các subroutine vào các chức năng mô phỏng động của chương trình PSSE (xem mục 3.9 chương 3 POMV1.pdf) Đọc dữ liệu mô phỏng vào bộ nhớ làm việc của PSS/E và thiết lập một hoặc nhiều điều kiện đầu hợp lý của Snapshot Files tương ứng vào Saved case Files. Sử dụng các chương trình phụ trợ VCV, IMD và các chức năng ESTR, ERUN, GSTR và GRUN để kiểm tra các dữ liệu mô phỏng. Cho chạy chương trình trào lưu công suất và chương trình mô phỏng, tạo các Saved case và Snapshot File cần thiết để cho phù hợp với điều kiện của hệ thống trong suốt quá trình khảo sát. Người sử

169

dụng nên tạo, hoàn chỉnh và truy suất các Saved case và Snapshot Files thành từng cặp tương ứng.

Trước khi bắt đầu sử dụng PSS/E, người sử dụng cần tạo những file dữ liệu đầu vào cần thiết cho các mục của PSS/E (xem mục 2.3.1 và 2.5 chương 2 POMV1.pdf)

Đối với chương trình PSSE chạy trên Windows thì ta có thể chọn chương trình có số nút thích hợp bằng cách chọn biểu tượng thích hợp tương ứng hoặc bằng cách nhấn lên nút “Start”. Ta có thể thay đổi các tùy chọn bằng cách thay đổi trường dòng lệnh trong hộp thoại thuộc tính của chương trình.

VV..33..22.. CCààii đđặặtt

V.3.2.1. Cấu hình cần thiết IBM PC hoặc tương thích, tốc độ Pentium 450 MHz Bộ nhớ 128 MB RAM 50 MB đĩa cứng trống (chưa kể bộ nhớ ảo và chỗ cho file tạm trong khi chạy chương trình) Windows 95B, Windows 98, Windows NT4 (SP3 hoặc hơn), Windows 2000 hoặc Windows XP Màn hình và card đồ họa độ phân giải 1024x768. Nên xài card đồ họa AGP để có kết quả đồ họa tốt hơn Chuột tương thích Windows Nếu chạy Windows NT, Windows 2000 hay Windows XP thì phải đăng nhập vào account Administrator để có quyền cài đặt chương trình

V.3.2.2. Khóa cứng Có 2 dạng khóa cứng là khóa xài cổng máy in (parallel) hoặc cổng USB. Nếu

xài loại khóa cổng USB thì chỉ xài được từ Windows 98 trở lên và phải lưu ý không gắn khóa cứng vào trước và trong khi cài đặt chương trình.

V.3.2.3. COMPAQ Visual Fortran Compiler Nếu muốn sửa đổi và biên dịch lại hoạt động của PSS/E thì cần có trình biên

dịch COMPAQ Visual Fortran 6.6 (hoặc cao hơn) cho mỗi phiên bản riêng biệt của PSS/E cài trên cùng một máy.

170

V.3.2.4. Các phân hệ của PSS/E Tuỳ trường hợp mà ta sẽ có các phân hệ khác nhau. Mặc định thì PSS/E được

bán với 2 phân hệ: Phân bố công suất (Power Flow) và Thư viện (Librabries). PSS/E có tất cả 10 phân hệ sau:

Phân bố công suất – Power Flow Phân tích động – Dynamics Phân bố công suất cải tiến – Load Flow Enhancement Tính toán ngắn mạch bất đối xứng – Unbalanced Fault Analysis (Short Circuit) Tính hằng số đường dây truyền tải và thuộc tính đường dây – Transmission Line Constant Calculation (TMLC) and Line Properties (LINEPROP) Phân tích hệ thống tuyến tính – Linear System Analysis (LSYSAN) B-Matrix Phân bố công suất tối ưu – Optimal Power Flow (OPF) Model Library Source WSCC Programs

VV..33..33.. GGiiaaoo ddiiệệnn cchhíínnhh vvàà hhệệ tthhốốnngg mmeennuu Khởi động chương trình chúng ta có thể chọn phân hệ Dynamics hoặc Power

Flow. Số nút tối đa có thể tính toán là do chúng ta chỉ định (không vượt quá 80.000).

Hình 1. Khởi động chương trình

171

Hình 2. Màn hình chính của phân hệ Power Flow

Hình 3. Màn hình chính của phân hệ Dynamics

So với PSS/U thì PSS/E đã có những cải tiến về mặt thân thiện với người sử dụng thể hiện qua phân hệ Grid Editor. Trong Grid Editor chúng ta có thể vẽ sơ đồ đơn tuyến của lưới điện khá dễ dàng và trực quan theo kiểu “kéo thả”, điều mà trong PSS/U chúng ta không thể làm được.

172

Hình 4. Màn hình chính của Grid Editor

Ngoài ra, nhằm mục đích tham khảo, phần phụ lục có đầy đủ hình ảnh cụ thể của từng menu.

VV..33..44.. CCáácc cchhứứcc nnăănngg cchhíínnhh Các chức năng chính quan trọng nhất mà chúng ta quan tâm (và có trong phiên

bản PSS/E – 28 mà công ty Điện lực Tp.HCM mua) là: Power Flow, Dynamics, Fault Analysis và Optimal Power Flow.

VV..44.. MMiinnhh hhọọaa ssửử ddụụnngg cchhứứcc nnăănngg PPoowweerr FFllooww Nhằm mục đích minh họa cho việc sử dụng phần mềm PSS/E – 28 vào tính

toán lưới điện thực tế, phần này mô tả chi tiết các bước thực hiện việc tính toán phân bố công suất cho lưới điện 10 nút. Dữ liệu được nhập vào và lưu từ trước, phần này chỉ minh họa việc mở ra và tiến hành tính toán. Việc sửa đổi có thể thực hiện một cách đơn giản bằng phân hệ Grid Editor (xem thêm trong các bước minh họa bên dưới).

VV..44..11.. CCáácc bbưướớcc tthhựựcc hhiiệệnn

173

Hình 5. Bước 1 - Mở file case đã lưu

Hình 6. Bước 2 – Màn hình sau khi mở file 3nut.cas

174

Hình 7. Bước 3 – Màn hình của phân hệ Grid Editor

Hình 8. Bước 4 - Tạo file Slider thể hiện sơ đồ đơn tuyến

175

Hình 9. Bước 5 - Chọn chức năng AutoDraw để vẽ sơ đồ đơn tuyến

Hình 10. Bước 6 – Nhấn chuột vào vùng trống và chọn các nút

176

Hình 11. Bước 7 - Chạy lệnh Solve để tính toán phân bố công suất

Hình 12. Bước 8 - Chọn phương pháp tính và chọn Solve

177

Hình 13. Bước 9 - Kết quả

Hết chương !

178

TTÀÀII LLIIỆỆUU TTHHAAMM KKHHẢẢOO:: [01]. Jacobus Jan Meeuwsen, “Reliability evaluation of electric transmission and

distribution systems”, 1998

[02]. A.S. Pabla, “Electric Power Distribution”, 1997

[03]. Scott & Scott, Computerize Mapping and Engineering Data Software Program, Seatle 1991.

[04]. Nguyen Ngoc Tuyen , “Protection and Reliability Improvement in the Distribution Network of Ho Chi Minh City”, 2000

[05]. Tính toán lưới điện sử dụng phấn mền PSS/ADEPT (tài liệu tập huấn tập 2 tập) của Phòng CNTT-VT Cty ĐLTP.HCM và Khoa Điện - Điện Tử Trường ĐHBK.

[06]. Bù công suất phản kháng lưới cung cấp và phân phối điện. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội.

[07]. Adrian A. Hopgood, Knowledge - Base systems, 1993. CRC Press.

[08]. Cooper Power Systems, Capacitor switch - How and why, 1980, Cooper Power Systems.

[09]. Cooper Power Systems, Power - Electrical distribution system protection, 1994, Cooper Power Systems.

[10]. Dan Rahmel, Visual Basic programmer's reference, 1998, Mc Graw - Hill Companies Incorporated.

[11]. Siemens, Power engineering guide : Transmission and Distribution, 1996, Siemens

[12]. Tender document for HCMC District control centre SCADA project, phase 2, 1996. Ho Chi Minh city power company.

[13]. Turan Gonen, Electric power distribution system engineering, 1986, Mc Graw - Hill Companies Incorporated.

[14]. Trần Bách, Lưới điện & Hệ thống điện, Tập 1, 2000. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

[15]. Hệ thống kiểm tra giám sát và thu thập dữ liệu - SCADA, 1996. Swedpower.

[16]. Nguyễn Ngọc Hồ, Đặng Anh Tuấn, Hệ thống hóa cơ sở dữ liệu phục vụ hệ thống thông tin địa lý, 1997, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp EVN - DLHCM - 97 - 001.

[17]. Trần Lộc Hùng, Cơ sở mô phỏng ngẫu nhiên, 1997, Nhà xuất bản Giáo dục.

179

[18]. Hoàng Kiếm (Chủ biên), Kỹ thuật lập trình mô phỏng : Thế giới thực và ứng dụng, 1997, Nhà xuất bản Thống kê.

[19]. Trần Đình Long, Qui hoạch hệ thống năng lượng, 1999, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

[20]. Trần Đình Long, Lý thuyết hệ thống, 1999, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

[21]. Nguyễn Văn Đạm, Mạng lưới điện, Tập 1, 2, 2000. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

[22]. Nguyễn Hồng Thái, Phần tử tự động trong hệ thống điện, 2000. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

[23]. Cao Hào Thi, Mô hình mô phỏng, 1999, Tập bài giảng chuyên đề.

[24]. Lã Văn út, Phân tích & Điều khiển ổn định hệ thống điện, 2000. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

[25]. Nguyễn Ngọc Hồ, Đặng Anh Tuấn, Mô phỏng vận hành lưới điện, 2000, Hội nghị tin học lần I, Công ty Điện lực TP HCM.

[26]. Nguyễn Ngọc Hồ, Đặng Anh Tuấn, Ứng dụng công nghệ GIS quản lý lưới điện phân phối, Hội nghị tin học lần I, Công ty Điện lực TP HCM.

[27]. PSS/ADEPT 5.0, User’s Guide – Shaw Power Technologies - 04 / 2004 [28]. Hồ Văn Hiến - Hệ thống điện truyền tải và phân phối – NXB Đại học quốc gia TP. Hồ Chí Minh – 2003 [29]. Vũ Ngọc Tước – Mô hình hóa và mô phỏng bằng máy tính – NXB Giáo dục – 2001 [30]. Nguyễn Hoàng Việt – Bảo vệ Rơle và tự động hóa – NXB Đại học Quốc Gia TPHCM – 2003 [31]. C.Russell Mason – The Acrt and Science of protective relaying – 1967 [32]. Cooper power system – Electrical Distribution system Protection – 1990 [33]. Công ty Điện lực TPHCM – Báo cáo chuyên đề PSS/ADEPT – Phòng kỹ thuật công ty- Tháng 08- 2004 [34]. Copper Power Systems- Overcurrent Protection For Distribution System- Seminar Notes and Reference Materials - 1995

[35]. URL http://www.pti-us.com

Phần 5 Cẩm nang sử dụng

TP HỒ CHÍ MINH – THÁNG 04/2007

The Power System Simulator/Advanced Distribution Engineering Productivity TooL

Ử DỤNG PHẦN MỀM PHÂN TÍCH VÀ

TÍNH TOÁN LƯỚI ĐIỆN PSS/ADEPT

GIÁO TRÌNH TẬP HUẤN

SỬ DỤNG PHẦN MỀM PHÂN TÍCH VÀ TÍNH

TOÁN LƯỚI ĐIỆN PSS/ADEPT

Biên sọan:

Nguyễn Hữu Phúc

Đặng Anh Tuấn

Lê Thanh Quang

Chủ biên:

PGS. TS. Nguyễn Hữu Phúc

Bản quyền thuộc Công ty Điện lực 2 Mọi hình thức sao chép, in án phải được sự đồng ý bằng văn bản của Công ty Điện lực 2

II

LLờờii nnóóii đđầầuu Lưới điện phân phối và truyền tải không ngừng phát triển mở rộng về qui

mô cũng như phức tạp. Theo đó, các yêu cầu cung cấp điện liên tục cho khách hàng với chất lượng điện năng ngày càng cao cũng gia tăng. Thiết bị trên lưới điện phân phối hiện nay vốn có đặc điểm là đa dạng về chủng loại, phức tạp về cấu tạo. Quá trình vận hành nhằm thực hiện những thao tác mang tính lập đi lập lại nhiều lần nhưng lại đòi hỏi độ chính xác cao vì vậy rất cần thiết phải tự động hóa bằng cách đưa nhiều thiết bị tự động, xử lý thông tin tự động nhằm tăng khả năng truyền đạt và xử lý thông tin.Bằng máy tính và các phần mềm chuyên dùng chúng ta có thể ngăn chặn trước và hạn chế hỏng hóc trong quá trình vận hành lưới điện. Những thành tựu mới về Công nghệ Thông tin như về khả năng lưu trữ của phần cứng, tốc độ tính toán, các phương pháp hệ chuyên gia, mạng neuron,…đã cung cấp những phương tiện và công cụ mạnh để tăng cường nghiên cứu mở rộng ứng dụng trong lĩnh vực điện năng. Đảm bảo và giữ vững mối liên hệ hữu cơ của các thành phần trong hệ thống sản xuất truyền tải, phân phối và sử dụng điện năng.

Để đáp ứng kịp thời các yêu cầu trên, từ tháng 01-2005 Tổng công ty Điện lực Việt Nam (EVN) trước đây, nay là Tập đoàn Điện lực Việt Nam đã chỉ đạo áp dụng thí điểm phần mềm PSS/ADEPT để tính toán lưới điện theo địa bàn do các đơn vị trực thuộc quản lý.

Phần mềm PSS/ADEPT được phát triển dành cho các kỹ sư và nhân viên kỹ thuật trong ngành điện. Nó được sử dụng như một công cụ để thiết kế và phân tích lưới điện phân phối. PSS/ADEPT cũng cho phép chúng ta thiết kế, chỉnh sửa và phân tích sơ đồ lưới và các mô hình lưới điện một cách trực quan theo giao diện đồ họa với số nút không giới hạn. Tháng 04-2004, hãng Shaw Power Technologies đã cho ra đời phiên bản PSS/ADEPT 5.0 với nhiều tính năng bổ sung và cập nhật đầy đủ các thông số thực tế của các phần tử trên lưới điện.

Công ty Điện lực 2-Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) đã phối hợp cùng Khoa Điện-Điện tử trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh nghiên cứu áp dụng phần mềm này. Công ty Điện lực 2 thực hiện tập huấn cho các đơn vị trực thuộc nhằm trang bị khả năng sử dụng phần mềm chuẩn tính toán và phân tích lưới điện dựa trên phần mềm PSS/ADEPT. Điều này, nhằm giúp Công ty Điện lực 2 từng bước hệ thống hoá, chuẩn hoá kiến thức áp dụng tính toán về điện trong các hoạt động của Công ty nhất là công tác quản lý kỹ thuật vận hành lưới điện. Ưu tiên là các bài toán: phân bố công suất trên lưới, ngắn mạch, bù

IIII

công suất phản kháng, độ tin cậy,…là các vấn đề mà các đơn vị cần giải quyết hàng ngày, thậm chí hàng giờ.

Các Công ty Điện lực cần triển khai công tác đào tạo đến mức độ chi tiết về sử dụng phần mềm tính toán kỹ thuật điện chuyên ngành như PSS/U, PSS/ADEPT, PSS/E,… để các đơn vị trực thuộc sử dụng thành thạo các chương trình này.

Công ty Điện lực 2 sẽ trang bị kiến thức Công nghệ Thông tin nói chung và phần mềm tính toán kỹ thuật chuyên ngành điện nói riêng cho các đơn vi trực thuộc trong Công ty Điện lực 2 thông qua các khoá đào tạo kết hợp với và trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh. Tiển khai ứng dụng các phần mềm tính toán kỹ thuật điện trong toàn Công ty theo yêu cầu của EVN. Tạo điều kiện để các đơn vị trong Công ty tìm hiểu các phương pháp tính toán các bài toán điện cơ bản và cách xây dựng thuật toán tính toán áp dụng trong phần mềm tính toán chuyên nghiệp là phần mềm PSS/ADEPT của hãng Shaw Power Technologics Inc-USA. Đánh giá, theo dõi và giám sát hiệu quả công tác phát triển xây dựng mới, đại tu cải tạo, quản lý kỹ thuật và vận hành lưới điện của các đơn vị dựa vào công cụ hiệu quả là phần mềm tính toán kỹ thuật điện PSS/ADEPT. Làm cơ sở để đội ngũ cán bộ kỹ thuật các đơn vị dễ dàng tiếp thu và nắm bắt các phầm mềm khác sau này, ví dụ như PSS/E. EasyPower,…

Việc tổ chức đào tạo sẽ góp phần nâng cao khả năng ứng dụng máy tính, nhất là sử dụng các phần mềm tính toán chuyên ngành điện cho các đơn vị trực thuộc trong Công ty Điện lực 2. Phổ biến kinh nghiệm và triển khai các kết quả nghiên cứu các phần mềm, để các đơn vị tiếp tục áp dụng vào thực tế công tác tại đơn vị. Góp phần hoàn thành tốt công tác sản xuất kinh doanh của đơn vị trên cơ sở các kết quả tính toán từ các phần mềm mạnh. Tạo ra sự phối hợp sẵn sàng dựa trên quan hệ tốt đẹp vốn có giữa Công ty Điện lực 2-đơn vị quản lý lưới điện và trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh-đơn vị giáo dục đào tạo

Và giáo trình này được biên soạn nhằm mục đích phục vụ cho các buổi tập huấn phần mềm PSS/ADEPT 5.0 như trên.

Nhóm biên soạn rất cám ơn sự hợp tác mà Công ty Điện lực 2 đã dành cho nhóm nói riêng cũng như cho Khoa Điện-Điện tử trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh nói chung. Nhóm biên soạn cũng cám ơn một số công tác viên đã hỡ trợ xây dụng giáo trình này.

Nhóm biên soạn

IIIIII

TTóómm ttắắtt nnộộii dduunngg Giáo trình này được biên soạn phục vụ cho các buổi tập huấn sử dụng phần

mềm phân tích và tính toán lưới điện PSS/ADEPT 5.0. Giáo trình gồm các phần:

Phần 1: Kiến thức chuẩn bị yêu cầu-ôn tập kiến thức

Phần 2: Hướng dẫn sử dụng PSS/ADEPT

Phần 3: Các kỹ năng sử dụng phần mềm PSS/ADEPT-Phần căn bản

Phần 4: Các kỹ năng sử dụng phần mềm PSS/ADEPT-Phần nâng cao

Để học viên các đơn vị nắm bắt và áp dụng nhanh, còn có thêm các phần:

Phần 5: Cẩm nang sử dụng

Phần 6: Thuật ngữ Anh-Việt đối chiếu qua các slide bài giảng phần mềm PSS/ADEPT

Phần 7: Các slide bài giảng của chuyên gia PTI software.

Ngoài ra còn có Giáo trình điện tử lưu trữ trên đĩa CD-ROM: Gồm các tài liệu đa phương tiện (Multimedia) hỗ trợ thêm cho các học viên chuẩn bị bài học trước khi lên lớp, ôn tập sau khóa học về địa phương công tác. Được thực hiện bằng kỹ thuật lập trình Web và xử lý Multimedia (dạng phim có âm thanh, Web page,…)

Các chương trình chuyển đổi:

1. Chương trình Chuyển Excel DAT File.

2. Chương trình Chuyển DAT File Excel.

3. Chương trình xử lý số liệu đầu vào

4. Chương trình Tính Công Suất Nguồn.

5. Chương trình Tính Tổng Trở Máy Biến Thế.

6. Chương trình chia sẻ PSS/ADEPT qua mạng LAN, WAN và internet

7. Hệ thống các bài tập trắc nghiệm trên máy tính suốt khoá học

8. Chương trình thi kết thúc khoá học bằng trắc nghiệm trực tiếp trên máy tính

Và các CD-ROM:

-CD1: Giáo trình điện tử hỗ trợ

-CD2: Các bài giảng và bài tập

IIVV

-CD3: Dữ liệu lưới điện

-CD4: Dữ liệu lưới điện (tt) và source các chương trình họ PSS/*

-CD5: Các chương trình hỗ trợ khoá học

Gồm các tài nguyên học tập như: tài liệu tham khảo, User’s Guide, website PTI (offline, xem không cần kết nối internet), web documents, source software PSS/ADEPT and untilities, các phần mềm chuyển đổi dữ liệu và demo phục vụ ứng dụng tính toán bằng PSS/ADEPT, …

Qua kinh nghiệp tập huấn và để giúp các học viên thuộc các đơn vị Điện lực áp dụng nhanh phần mềm PSS/ADEPT. Chúng tôi chú trọng chính vào 4 mục tiêu áp dụng triển khai PSS/ADEPT như sau:

Và các nội dung nâng cao:

Biểu diễn trạng thái lưới điện trước và sau khi giải các bài toán phân tích.

Sử dụng các lớp dữ liệu.

Tổ chức và quản lý phụ tải và khách hàng sử dụng điện.

Khả năng hỗ trợ các cơ sở dữ liệu khác.

Bổ sung các thông số dây dẫn vào từ điển cấu trúc dây dẫn.

Bổ sung thiết bị bảo vệ vào thư viện thiết bị bảo vệ.

Tạo sơ đồ Creating diagrams

Thiết lập thông số mạng lưới Program, network settings

Chạy 8 bài toán phân tích Power System Analysis

BÁO CÁO Reports, diagrams

VV

Mở rộng bài toán phân tích cho lưới điện qui mô lớn, nhiều cấp điện áp

Đánh giá lưới điện trước và sau khi giải các bài toán phân tích.

Áp dụng kết quả tính toán làm cơ sở để vận hành lưới điện. Thực hiện lập và bảo vệ các kế hoạch tiểu, trung và đại tu hay phát triển mới lưới điện.

Phân tích và tính toán lưới điện trên nền Hệ thống thông tin địa lý-GIS.

Mô phỏng vận hành lưới điện.

Tham khảo các phần mềm tính toán phân tích lưới điện khác.

Những nội dung này giúp học viên tìm hiểu thêm một số kiến thức hữu ích liên quan.

Chi tiết nội dung sẽ được trình bày trong phần đầu các tập giáo trình và các chương trong các phần.

Nhóm biên soạn

VVII

TThhuuậậtt nnggữữ,, kkýý hhiiệệuu vvàà vviiếếtt ttắắtt..

CAD: Computer Aided Design CAM: Computer Aided Manufacture CNPM: Công nghệ phần mềm CNTT: Công nghệ thông tin. CSDL: Cơ sở dữ liệu. GUI: Graphic user interface. GIS: Hệ thống thông tin địa lý-Geographic Information System IA: Trí tuệ nhân tạo-Inlelligence Artificielle MIS: Hệ Thông Tin quản lý NNLT: Ngôn ngữ lập trình. PC: Personal computer SQL: Structured query language. CB: Cán bộ DS: Disconect Swicth-Dao cách ly. EVN: Tập đoàn Điện lực Việt Nam Hộ sử dụng điện: Hộ sử dụng điện qua câu lại, qua điện kế phụ. HTĐ: Hệ thống điện. IEC: Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế-International Electro-

technical Commission. ISO: Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế-International Organization for

Standardization Khách hàng: Hộ sử dụng điện theo hợp đồng cung ứng sử dụng điện với

ngành điện qua điện kế chính. LBS: Load break switch-Dao cách ly đóng cắt có tải. LĐPP: Lưới điện phân phối. LTD: Dao cách ly chịu sức căng-Line Tenson Disconect MBA: Máy biến áp ĐLKV: Điện lực khu vực. PC HCMC: Công ty điện lực TP HCM PC 2 Công ty điện lực 2 REC: Máy cắt tự động đóng lại-Recloser SCADA: Hệ thống điều khiển và giám sát thu thập dữ liệu. TP.HCM: Thành phố Hồ Chí Minh VHLĐ: Vận hành lưới điện. KĐĐC: Khởi động động cơ Network: Lưới điện

VVIIII

Dữ liệu mẫu có sẵn trên CD-ROM/DATA

Hết chương !

Chú ý Liên quan Ví dụ, bài tập Lưu tập tin ví dụ mẫu Hết chương

VVIIIIII

Mục lục tổng quát Phần Một: Kiến thức chuẩn bị CHƯƠNG 1: MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN CHƯƠNG 2 PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHƯƠNG 3: NGẮN MẠCH CHƯƠNG 4: BÀI TOÁN KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ VÀ XÁC ĐỊNH ĐIỂM DỪNG TỐI ƯU CHƯƠNG 5: PHỐI HỢP BẢO VỆ CHƯƠNG 6: SÓNG HÀI CHƯƠNG 7: XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ BÙ TỐI ƯU CHƯƠNG 8: ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CHƯƠNG 9: CÁC VẤN ĐỀ KHÁC CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI Phần Hai: Hướng dẫn sử dụng phần mềm CHƯƠNG 1: HƯỚNG DẪN CÀI ĐẶT PHẦN MỀM PSS/ADEPT CHƯƠNG 2: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT PHỤ LỤC 1: MÔ HÌNH XUẤT TUYẾN DÂY ĐỘC LẬP PHỤ LỤC 2: NGUYÊN TẮC PHÂN PHỐI PHỤ LỤC 3: KIỂU DỮ LIỆU Phần Ba: Kỹ năng áp dụng-Phần cơ bản CHƯƠNG 1: DỮ LIỆU CHUẨN BỊ CHƯƠNG 2: CÁC BƯỚC THỰC HIỆN CHƯƠNG 3: MỘT SỐ KẾT QUẢ ÁP DỤNG Phần Bốn: Cẩm nang sử dụng Phần Năm: Kỹ năng áp dụng-Phần nâng cao CHƯƠNG 1: XỬ LÝ SỐ LIỆU CHƯƠNG 2: BỔ SUNG CÁC THÔNG SỐ VÀO PHẦN MỀM CHƯƠNG 3: BIỂU DIỄN, PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN HỖ TRỢ

RA QUYẾT ĐỊNH CHƯƠNG 4: ĐÚC KẾT KINH NGHIỆM ÁP DỤNG TẠI MỘT SỐ LƯỚI ĐIỆN CỦA CÁC

ĐIỆN LỰC KHU VỰC CHƯƠNG 5: QUẢN LÝ VÀ TÍNH TOÁN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRÊN NỀN HỆ

THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ CHƯƠNG 6: MÔ PHỎNG VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN CHƯƠNG 7: GIẢI PHÁP CHIA SẺ KHÓA CỨNG PHẦN MỀM TRÊN MÁY ĐƠN CHO

NHIỀU NGƯỜI SỬ DỤNG CHƯƠNG 8: TÌM HIỂU MỘT SỐ PHẦN MỀM PHÂN TÍCH LƯỚI ĐIỆN KHÁC Phần Sáu: Thuật ngữ Anh-Việt đối chiếu qua các slide bài giảng Phần Bảy: Các slide bài giảng của PTI software

SỬ DỤNG PHẦN MỀM PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN LƯỚI ĐIỆN

PSS/ADEPT

Phần Năm: Cẩm nang sử dụng

GIÁO TRÌNH TẬP HUẤN

05

1

MMỤỤCC LLỤỤCC CCHHII TTIIẾẾTT PPHHẦẦNN 55 MỤC LỤC CHI TIẾT PHẦN 5 ........................................................................ 1 CẨM NANG SỬ DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT..................................... 3 I. Giới thiệu ....................................................................................................... 4 II. Các chức năng tính toán của phần mềm PSS/ADEPT ................................. 5

II.1. Tính toán phân bố công suất ...................................................................................... 5 II.1.1. Giới thiệu ............................................................................................................ 5 II.1.2. Nguồn.................................................................................................................. 5 II.1.3. Dây và cáp........................................................................................................... 6 II.1.4. Máy biến thế ....................................................................................................... 6 II.1.5. Mô hình máy điện ............................................................................................... 6

II.2. Tính toán ngắn mạch.................................................................................................. 8 II.2.1. Nguồn.................................................................................................................. 8 II.2.2. Đuờng dây và cáp ............................................................................................... 8 II.2.3. Máy biến áp ........................................................................................................ 9 II.2.4. Mô hình máy điện ............................................................................................... 9 II.2.5. Mô hình tải tĩnh................................................................................................... 9 II.2.6. Tổng trở tương đương Thevenin....................................................................... 10

II.3. Xác định vị trí đặt tụ bù tối ưu (CAPO)................................................................... 11 II.3.1. Thiết lập các thông số kinh tế lưới điện cho CAPO ......................................... 11 II.3.2. Cách PSS/ADEPT tính các vấn đề kinh tế trong CAPO .................................. 13 II.3.3. Thiết lập các tùy chọn cho phép phân tích CAPO............................................ 13 II.3.4. Cách PSS/ADEPT tìm vị trí đặt tụ bù tối ưu .................................................... 15 II.3.5. Cách chạy bài toán tìm vị trí đặt tụ bù tối ưu.................................................... 17 II.3.6. Report sau khi phân tích và tính toán................................................................ 17

II.4. Tính toán phối hợp và bảo vệ................................................................................... 18 II.4.1. Cầu chì .............................................................................................................. 18 II.4.2. Relays................................................................................................................ 19 II.4.3. Cáp .................................................................................................................... 19 II.4.4. Recloser ............................................................................................................ 21 II.4.5. Phối hợp các thiết bị bảo vệ .............................................................................. 22

II.5. Tính toán phân tích sóng hài.................................................................................... 22 II.5.1. Tải tĩnh.............................................................................................................. 23 II.5.2. Động cơ không đồng bộ.................................................................................... 24 II.5.3. Động cơ đồng bộ............................................................................................... 25 II.5.4. Tụ điện mắc shunt............................................................................................. 26 II.5.5. Đường cây và cáp ............................................................................................. 27 II.5.6. Hiệu chỉnh đường dây dài ................................................................................. 28 II.5.7. Máy biến áp ...................................................................................................... 29 II.5.8. Tính toán sóng hài............................................................................................. 30

II.6. Tính toán điểm dừng tối ưu (TOPO) ....................................................................... 33 II.6.1. Thiết đặt thông số kinh tế cho bài toán TOPO ................................................. 34 II.6.2. Đặt các tùy chọn cho bài toán TOPO................................................................ 34

II.7. Tính toán độ tin cậy lưới điện.................................................................................. 35 II.7.1. Hệ số SAIFI (Tần suất ngắt điện trung bình trong hệ thống) ........................... 35 II.7.2. Hệ số SAIDI (Thời gian ngắt điện trung bình trong hệ thống)......................... 36 II.7.3. Hệ số CAIDI (Thời gian ngắt điện trung bình một vụ) .................................... 36 II.7.4. Hệ số CAIFI (Số lần ngắt điện trung bình trên một khách hàng) ..................... 36 II.7.5. Hệ số ASAI (Mức độ cung cấp điện)................................................................ 36

2

II.7.6. Phương pháp tính .............................................................................................. 37 II.7.7. Sử dụng module DRA trong PSS/ADEPT........................................................ 37 II.7.8. Tính toán chỉ số tin cậy..................................................................................... 37

II.8. Tính toán phân tích khởi động động cơ ................................................................... 39 II.8.1. Nguồn................................................................................................................ 39 II.8.2. Máy điện đang hoạt động.................................................................................. 39 II.8.3. Khởi động máy điện.......................................................................................... 40 II.8.4. Khởi động máy biến thế tự điều chỉnh.............................................................. 40 II.8.5. Gia tốc động cơ ................................................................................................. 42 II.8.6. Khởi động động cơ tĩnh .................................................................................... 42 II.8.7. Khởi động động cơ với khảo sát ổn định quá độ .............................................. 43 II.8.8. Những đặc trưng khác của khảo sát khởi động động cơ ................................... 43

III. Xử lý số liệu đầu vào ................................................................................. 44 III.1. Các phương án thu thập số liệu .............................................................................. 44

III.1.1. Phương án công suất tiêu thụ trung bình ......................................................... 44 III.1.2. Phương án công suất tiêu thụ trung bình bổ sung ........................................... 45 III.1.3. Phương án xây dựng đồ thị phụ tải từ đồ thị phụ tải hạ thế chuẩn .................. 46

III.2. Phương án áp dụng ................................................................................................. 48 III.2.1. Cơ sở thu thập số liệu: ..................................................................................... 48 III.2.2. Trình tự thu thập số liệu .................................................................................. 48

IV. Áp dụng phần mềm PSS/ADEPT: ............................................................ 49 IV.1. Sơ đồ áp dụng triển khai......................................................................................... 49 IV.2. Thiết lập thông số cho mạng lưới:.......................................................................... 49 IV.3. Tạo sơ đồ: ............................................................................................................... 50

V. Tính toán áp dụng trên lưới điện cụ thể ..................................................... 53 V.1. Gíơi thiệu lưới điện áp dụng: .................................................................................. 53 V.2. Hiện trạng tổn thất ................................................................................................... 57

V.2.1. Tổng quan ......................................................................................................... 57 V.2.2. Phân tích tổn thất điện năng năm 2006............................................................. 57

VI. Thực hiện tính toán.................................................................................... 58 VI.1. Nhập liệu ................................................................................................................ 58

VI.1.1. Thiết lập thông số hệ thống (trước khi vẽ) ...................................................... 58 VI.1.2. Tạo sơ đồ ......................................................................................................... 60 VI.1.3. Chạy bài toán phân tích................................................................................... 63

VI.2. Kết quả tính toán .................................................................................................... 65 VII. Cài đặt phần mềm PSS/ADEPT trên máy đơn và máy chủ-STEP BY STEP................................................................................................................ 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO:.............................................................................. 83

3

CCẨẨMM NNAANNGG SSỬỬ DDỤỤNNGG PPHHẦẦNN MMỀỀMM PPSSSS//AADDEEPPTT

Cẩm nang nhằn giúp học viên nắm bắt nhanh các kiến thức áp dụng và kỹ năng sử dụng nhanh phần mềm chuẩn tính toán và phân tích lưới điện PSS/ADEPT. Hệ thống hoá kiến thức giải các bài toán kỹ thuật điện. Điều này cũng từng bước hệ thống hoá, chuẩn hoá kiến thức áp dụng tính toán về điện trong các hoạt động quản lý kỹ thuật vận hành lưới điện. Các học viên hiểu và thực hành các bài toán tính toán và phân tích lưới điện. Thực hiện các bài toán này qua các ví dụ áp dụng trên phần mềm PSS/ADEPT.

• Cách thiết lập thông số cho phần mềm.

• Thiết lập thuộc tính cho lưới điện cần tính toán.

• Mô hình hoá các phần tử lưới điện trong phần mềm

• Cách xây dựng và bổ sung từ điển dữ liệu vật tư thiết bị.

• Cách thu thập số liệu đo đạc thực tế, xử lý dữ liệu thô, chuyển đổi từ các phầm mềm hỗ trợ.

• Nhập liệu vào phần mềm.

• Xuất dữ liệu tính toán theo 8 bài toán yêu cầu.

• Tạo các báo cáo kết quả tính toán và phân tích lưới điện.

-Thực hiện tính toán và phân tích lưới điện theo 2 loại sơ đồ là: Sơ đồ địa dư

(bản đồ) và sơ đồ nguyên lý.

Cẩm nang sẽ giúp các đơn vị nắm bắt nhanh các phương pháp tính toán các bài toán điện cơ bản và cách xây dựng thuật toán tính toán áp dụng trong phần mềm tính toán chuyên nghiệp là phần mềm PSS/ADEPT của hãng Shaw Power Technologics Inc-USA. Đánh giá, theo dõi và giám sát hiệu quả công tác phát triển xây dựng mới, đại tu cải tạo, quản lý kỹ thuật và vận hành lưới điện của các đơn vị dựa vào công cụ hiệu quả là phần mềm tính toán kỹ thuật điện PSS/ADEPT. Làm cơ sở để đội ngũ cán bộ kỹ thuật các đơn vị dễ dàng tiếp thu và nắm bắt các phầm mềm khác sau này, ví dụ như PSS/E. EasyPower,…

4

II.. GGiiớớii tthhiiệệuu

PSS/ADEPT giúp phân tích và tính toán lưới điện phân phối. Tính toán và hiển thị các thông số về dòng (I), công suất (P, Q) của từng tuyến dây (đường trục và nhánh rẽ), đánh giá tình trạng mang tải của tuyến dây thông qua chức năng Load Flow Analysis (Phân bố công suất).

Cho biết các thông số về tổn thất công suất của từng tuyến dây để từ đó có phương án bù công suất phản kháng tránh làm tổn thất nhiều cho tuyến dây đó thông qua chức năng CAPO (Tối ưu hóa việc đặt tụ bù).

Cho biết các thông số SAIFI, SAIDI, CAIFI, CAIDI về việc đánh giá độ tin cậy của tuyến dây thông qua chức năng DRA (Phân tích độ tin cậy của lưới điện phân phối). Độ tin cậy là xác suất làm việc tốt của một thiết bị trong một chu kỳ dưới các điều kiện vận hành đã được thử nghiệm.

PSS/ADEPT tính toán dòng ngắn mạch (3 pha chạm đất, 01 pha chạm đất, 01 pha chạm đất có tính tới thành phần tổng trở đất, 02 pha chạm nhau, 02 pha chạm đất, 03 pha chạm đất) của tất cả trường hợp cho từng tuyến dây thông qua chức năng Fault, Fault All (Tính toán dòng ngắn mạch khi bị sự cố).

TOPO (Chọn điểm dừng lưới tối ưu): chương trình cho ta biết điểm dừng lưới ít bị tổn thất công suất nhất trên tuyến dây đó.

Motor Starting (Khởi động động cơ): chương trình sẽ cho ta biết các thông số như độ sụt áp, phần trăm độ sụt áp, tổn thất công suất,…ảnh hưởng như thế nào đến tuyến dây đó nếu trên tuyến dây đó có đặt động cơ (đồng bộ hay không đồng bộ) với công suất lớn.

Harmonics (Sóng hài) phân tích sóng hài.

Coordination (Phối hợp bảo vệ). Hỗ trợ cho công tác thiết kế, phát triển lưới điện bằng cách sử dụng kết quả của chương trình tại thời điểm cao điểm.

Dự đoán được sự quá tải của các phần tử trên lưới điện.

5

IIII.. CCáácc cchhứứcc nnăănngg ttíínnhh ttooáánn ccủủaa pphhầầnn mmềềmm PPSSSS//AADDEEPPTT

IIII..11.. TTíínnhh ttooáánn pphhâânn bbốố ccôônngg ssuuấấtt

IIII..11..11.. GGiiớớii tthhiiệệuu

Khảo sát mô hình cơ bản giải bài toán phân bố công suất của PSS/ADEPT liệt kê dưới đây.

Trong PSS/ADEPT, các bộ phận của lưới điện được chia thành nhiều loại:

Điểm nối (còn gọi là nút bus): là nơi các bộ phận khác trong lưới điện gặp nhau. Điểm nối có thể có hoặc không tương ứng với thiết bị trong thực tế.

Thiết bị nối Shunt tượng trưng cho bộ phận vật lý đặt tại một điểm nối.

Thiết bị nhánh tượng trưng cho bộ phận vật lý tồn tại giữa hai (hay nhiều) điểm nối với nhau.

Hệ thống điện đề cập ở đây thường là hệ thống ba pha, và trong PSS/ADEPT mỗi bộ phận trong lưới ba pha bao gồm thông tin cho cả ba pha và có thể thao tác như một bộ phận một pha.

Một nút, chẳng hạn như cho ba điểm nối, mỗi điểm có ba pha A, B và C. Tương tự vậy, mỗi nhánh cũng có ba pha (giữa A với B hoặc C) giữa hai nút.

Số lượng thực của dây dẫn hoặc pha là thuộc tính của nhánh. Vì thế, một nhánh ba pha có thể tượng trưng cho cả một, hai hoặc ba pha.

Thiết bị mắc Shunt, trừ tụ điện mắc Shunt, đều được định nghĩa tương tự như nhánh, cũng có 3, 2, hay 1 pha.

IIII..11..22.. NNgguuồồnn

Bài toán mạng điện giải trong PSS/ADEPT phải có tối thiểu một nguồn ba pha cân bằng. PSS/ADEPT, có thể giải bài toán có nhiều nguồn hoạt động cùng một lúc.

Một nguồn được đặt trưng bởi điện áp, tổng trở thứ tự thuận và thứ tự không. Chỉ khi biết được công suất ngắn mạch của nguồn thì mới có thể chuyển sang tổng trở thứ tự thuận và thứ tự không.

6

IIII..11..33.. DDââyy vvàà ccáápp

Dây nối liền hai nút với nhau và tối thiểu phải có ít nhất một dây pha. Một dây có thể có 1, 2 hoặc 3 dây pha. Dây chuyển vị được đặt trưng bởi tổng trở thứ tự thuận và thứ tự không, và bởi điện nạp thử tự thuận và không.

Dây một và hai pha còn được đặt trưng bởi thành phần thứ tự thuận và không của tổng trở/độ dẫn nạp. Dây một pha chỉ có một tổng trở nối tiếp và một thành phần độ dẫn nạp. Khi nhập liệu cho dây một pha, đặt thành phần thứ tự thuận và không của tổng trở/độ dẫn nạp bằng nhau.

Dây dẫn hai pha có tổng trở tự cảm Zs và hổ cảm Zm. Khi nhập liệu cho dây hai pha đặt thành phần tổng trở thứ tự thuận và không như cách đặt cho dây ba pha (vd Z1 = Zs – Zm và Z0 = Zs + 2 × Zm). Dây hai pha có hai thành phần độ dẫn nạp, Bs đặc trưng cho mỗi dây dẫn đến đất, Bm đặc trưng cho hai dây dẫn với nhau.

Tương tự, rút ra cách làm cho dây ba pha, B1 = Bs + 2 × Bm, B0 = Bs. Cách đơn giản để nhập vào tổng trở/độ dẫn nạp là sử dụng luôn giá trị của dây ba pha; sai số nếu có cũng sẽ rất nhỏ. Hiện nay, dữ liệu cho cáp thường được nhập giống như dây trên không, bằng cách chỉ định thành phần thứ tự thuận và không. Đối với cáp ngầm, thành phần độ dẫn nạp thứ tự thuận và thư tự không thông thường bằng nhau.

IIII..11..44.. MMááyy bbiiếếnn tthhếế

PSS/ADEPT mô hình nhiều dạng nối dây máy biến thế gồm: Y-Y, Y-∆, ∆-∆, điều chỉnh điện áp .v.v.

Mỗi máy biến áp có thành phần tổng trở thứ tự thuận và không, giá trị này ghi bên ngoài hoặc trong bản hướng dẫn.

Thành phần tổng trở thứ tự không đặt trưng cho tổng trở nối đất trong sơ đồ nối dây dạng sao – tam giác. Nếu máy biến thế không có tổng trở nối đất, đặt thành phần tổng trở thứ tự không bằng với thứ tự thuận.

Đối với máy biến thế đấu dạng ∆-∆, hoặc dạng Y-∆ bên phần Y nối đất trực tiếp, đặt thành phần tổng trở thứ tự không bằng với thứ tự thuận; PSS/ADEPT khảo sát dòng thứ tự không, dòng thứ tự không nối Shunt qua đất .v.v.

Vì PSS/ADEPT quản lý các loại máy biến thế và cách nối dây khác với PSS/U, sẽ có vài thay đổi trong chuyển đổi dữ liệu khi sử dụng file dữ liệu thô raw data (*.dat) giữa các chương trình này.

IIII..11..55.. MMôô hhììnnhh mmááyy đđiiệệnn

Máy điện đồng bộ và không đồng bộ đêu được mô hình hoá trong PSS/ADEPT.

7

Cả hai loại này đều được thiết kế sẵn cho cả dạng máy phát lẫn động cơ bằng cách chọn đặc trưng thích hợp thông qua công suất thực tổng thể, giá trị âm cho biết là máy phát.

II.1.5.1. Máy điện đồng bộ Trong bài toán phân bố công suất, mô hình máy điện đồng bộ trong

PSS/ADEPT giữ cố định giá trị điện áp là hắng số bằng với giá trị người dùng đưa vào. Lượng công suất phản kháng phát ra hay thu vào được sử dụng để điều chỉnh điện áp.Nếu lượng công suất yêu cầu của mô hình vượt quá giới hạn khả năng cho phép thì khả năng điều khiển điện áp cũng sé mất theo, và máy điện đồng bộ lúc đó trở thành tải tiêu thụ công suất.

Nếu máy điện đồng bộ hoạt động ở dòng lớn hơn dòng định mức, thì nhiệt độ trong đồng và sắt sẽ lần lượt tăng vượt mức theo. Những hạn chế này được đặt tả như hình 4-13 là hàm của công suất phản kháng theo công suất thực.

Cung tròn từ B đến C, có bán kính bằng công suất định mức của máy điện, biểu thị đạt được dòng định mức ở điện áp định mức. Điểm B biểu thị hệ số công suất định mức của máy điện. Cung từ A đến B biểu thị dòng kích từ định mức của máy điện.

Khi máy điện hoạt động trong miền dưới kích từ, tồn tại biên độ từ thông lớn trong lõi sắt. Cung từ C đến D biểu thị giới hạn nhiệt gây ra do từ thông.

Đường cong công suất phản kháng dùng để xác định giới hạn công suất phản kháng của máy điện. Giá trị tới hạn lớn nhất và nhỏ nhất lần lượt tương ứng với hai điểm B và C. Tuy nhiên cần lưu ý rằng, giới hạn công suất phản kháng có thể thay đổi tuỳ theo mức công suất thực

Khi một máy điện khởi động, nó thể hiện qua tổng trở rotor. Nếu một máy điện đang hoạt động, và có một máy điện khác cũng khởi động, thì máy điện đang hoạt động đó sẽ được mô hình bởi một nguồn ghép sau tổng trở quá độ.

Giá trị của điện áp nguồn và góc pha được xác định bằng cách cho chạy chương trình tính toán mạng điện ở điều kiện trước khi đóng khóa nối động cơ vào mạng điện.

Trong mô phỏng sự cố ngắn mạch, một máy điện mô hình bởi một nguồn dòng gắn theo sau tổng trở quá độ hay sau quá độ, tuỳ thuộc vào chế độ nào ta muốn khảo sát.

Giá trị của nguồn được xác định tương tự như cách làm đối với khởi động động cơ (vd chạy bài toán phân bố công suất trước sự cố).

8

II.1.5.2. Động cơ không đồng bộ Trong khi mô phỏng bài toán phân bố công suất, động cơ không đồng bộ

(DCKDB) thể hiện bởi công suất thực nó sử dụng. Lượng công suất phản kháng tiêu thụ và độ trượt được xác định từ mô hình máy điện. Có 5 loại DCKDB trong PSS/ADEPT, tương ứng với các mẫu thiết kế A, B, C, D, và E.

Tuy nhiên, nếu DCKDB đi ra bên ngoài vùng có Momem lớn nhất, nó sẽ bị giữ lại. Khi điều đó xảy ra, DCKDB sẽ được biểu thị bởi tổng trở khoá Rotor (locked rotor impedance).

Khi một DCKDB khởi động, nó thể hiện qua tổng trở khoá rotor. Nếu một DCKDB đang hoạt động, và có một DCKDB khác cũng khởi động, thì DCKDB đang hoạt động đó sẽ được mô hình bởi một nguồn ghép sau tổng trở, tương tự như trường hợp máy điện đồng bộ.

Trong mô phỏng sự cố ngắn mạch, một DCKDB mô hình bởi một nguồn gắn theo sau tổng trở quá độ hay sau quá độ, tương tự như trường hợp máy điện đồng bộ.

IIII..22.. TTíínnhh ttooáánn nnggắắnn mmạạcchh Khảo sát mô hình cơ bản giải bài toán tính ngắn mạch trong PSS/ADEPT

được liệt dưới đây.

IIII..22..11.. NNgguuồồnn

Trong bài toán tính ngắn mạch, các nguồn được xem như có điện áp không đổi và tổng trở phải được xác định rõ. Tổng trở nguồn dựa trên hệ đơn vị cơ bản của hệ thống (kVA).

IIII..22..22.. ĐĐuuờờnngg ddââyy vvàà ccáápp

Dây nối liền hai nút với nhau và tối thiểu phải có ít nhất một dây pha. Một dây có thể có 1, 2 hoặc 3 dây pha. Dây chuyển vị được đặt trưng bởi tổng trở thứ tự thuận và thứ tự không, và bởi điện nạp thứ tự thuận và không.

Dây một và hai pha còn được đặt trưng bởi thành phần thứ tự thuận và không của tổng trở/độ dẫn nạp. Dây một pha chỉ có một tổng trở nối tiếp và một thành phần độ dẫn nạp. Khi nhập liệu cho dây một pha, đặt thành phần thứ tự thuận và không của tổng trở/độ dẫn nạp bằng nhau.

Dây dẫn hai pha có tổng trở tự cảm Zs và hổ cảm Zm. Khi nhập liệu cho dây hai pha đặt thành phần tổng trở thứ tự thuận và không như cách đặt cho dây ba pha (vd Z1 = Zs – Zm và Z0 = Zs + 2 × Zm). Dây hai pha có hai thành phần độ dẫn nạp, Bs đặc trưng cho mỗi dây dẫn đến đất, Bm đặc trưng cho hai dây dẫn với nhau.

9

Tương tự, rút ra cách làm cho dây ba pha, B1 = Bs + 2 × Bm, B0 = Bs. Cách đơn giản để nhập vào tổng trở/độ dẫn nạp là sử dụng luôn giá trị của dây ba pha; sai số nếu có cũng sẽ rất nhỏ.

Hiện nay, dữ liệu cho cáp thường được nhập giống như dây trên không, bằng cách chỉ định thành phần thứ tự thuận và không. Đối với cáp ngầm, thành phần độ dẫn nạp thứ tự thuận và thứ tự không thông thường bằng nhau.

IIII..22..33.. MMááyy bbiiếếnn áápp

PSS/ADEPT mô hình nhiều dạng nối dây máy biến thế gồm: Y-Y, Y-∆, ∆-∆, điều chỉnh điện áp .v.v.

Mỗi máy biến áp có thành phần tổng trở thứ tự thuận và không, giá trị này ghi bên ngoài hoặc trong bản hướng dẫn.

Thành phần tổng trở thứ tự không đặt trưng cho tổng trở nối đất trong sơ đồ nối dây dạng sao – tam giác. Nếu máy biến thế không có tổng trở nối đất, đặt thành phần tổng trở thứ tự không bằng với thứ tự thuận.

Đối với máy biến thế đấu dạng ∆-∆, hoặc dạng Y-∆ bên phần Y nối đất trực tiếp, đặt thành phần tổng trở thứ tự không bằng với thứ tự thuận; PSS/ADEPT khảo sát dòng thứ tự không, dòng thứ tự không nối Shunt qua đất .v.v.

Vì PSS/ADEPT quản lý các loại máy biến thế và cách nối dây khác với PSS/U, sẽ có vài thay đổi trong chuyển đổi dữ liệu khi sử dụng file dữ liệu thô raw data (*.dat) giữa các chương trình này.

IIII..22..44.. MMôô hhììnnhh mmááyy đđiiệệnn

Trong tính toán ngắn mạch, máy điện đồng bộ được xem như có điện áp không đổi và có tổng trở. Chúng ta có thể chọn tổng trở quá độ hoặc siêu quá độ tùy theo yêu cầu của chúng ta trong việc tính ngắn mạch.

Động cơ không đồng bộ đang hoạt động được biểu trưng như động cơ đồng bộ trong tính ngắn mạch, có nghĩa cũng có điện áp không đổi và tổng trở.

IIII..22..55.. MMôô hhììnnhh ttảảii ttĩĩnnhh

Trong PSS/ADEPT, tải tĩnh được mô hình bởi công suất không đổi, dòng không đổi hay tổng trở không đổi.

Thêm vào đó, PSS/ADEPT cho phép ta cách chỉ định tải đó có nối đất hay không nối đất.

Với loại tải có nối đất: đó là tải có nối dây pha và dây trung tính với nhau.

10

Trái lại, với tải không nối đất: khi nhập vào cho pha A thật ra là nối giữa pha A với pha B, khi nhập vào cho pha B thật ra là nối giữa pha B với pha C, và khi nhập vào cho pha C thật ra là nối giữa pha C với pha A.

IIII..22..66.. TTổổnngg ttrrởở ttưươơnngg đđưươơnngg TThheevveenniinn

Tổng trở tương đương Thevenin là tổng trở từ một nút đến hệ thống điện cần tính toán. Trong hệ thống, tất cả các tải và nguồn được thay thế bằng tổng trở tương đương và điện áp tương đương như hình sau:

Hình 1 Tổng trở tương đương Thevenin

Trong hệ thống điện 3 pha không cân bằng, tổng trở tương đương Thevenin là một ma trận phức tạp chứ không đơn giản là một số cố định . Điện áp tương đương là dạng vectơ, cụ thể như dưới dây trong hệ thống 3 pha (ABC)

Trong hệ thống đối xứng (012), tổng trở Thevenin cũng ở dạng ma trận và

điện áp cững là một ma trận phức tạp:

Trong đó các thành phần Z01, Z02, Z10, Z12, Z20 và Z21 thường không quan

trọng và bỏ qua.

Hệ số tỷ lệ giữa điện kháng và điện trở là một hệ số quan trọng dùng trong việx tính toán tổng trở tương đương Thevenin:

11

Dòng ngắn mạch:

Tổng trở tương đương Thevenin được xác định để tính dòng ngắn mạch và biểu trưng như hình vẽ dưới dây:

Hình 2 Tổng trở tương đương Thevenin

Tính toán ngắn mạch theo phương pháp này có ưu điểm là rất nhanh, đặc biệt là trong việc tính toán nhiều loại ngắn mạch khác nhau trên cùng một hệ thống (lưới điện). Chú ý rằng nó không tính được dòng ngắn mạch trong máy biến áp, thiết bị đóng cắt, trên đường dây… mà chỉ tính được dòng ngắn mạch tại các nút.

IIII..33.. XXáácc đđịịnnhh vvịị ttrríí đđặặtt ttụụ bbùù ttốốii ưưuu ((CCAAPPOO)) CAPO đặt tụ bù trên lưới sao cho kinh tế nhất (nghĩa là sao cho số tiền tiết

kiệm được từ việc đặt tụ bù lớn hơn số tiền phải bỏ ra để lắp đặt tụ bù).

CAPO chọn nút cho tụ bù thứ n để số tiền tiết kiệm được là lớn nhất.

Đồ thị phụ tải được sử dụng trong PSS/ADEPT để cung cấp cho ta sự mô hình hóa các biến thiên phụ tải theo thời gian, nhiệt độ hoặc các yếu tố khác.

Khi đặt các tụ bù ứng động, CAPO cũng tính luôn độ tăng của nấc điều chỉnh tụ bù ứng với từng đồ thị phụ tải.

IIII..33..11.. TThhiiếếtt llậậpp ccáácc tthhôônngg ssốố kkiinnhh ttếế llưướớii đđiiệệnn cchhoo CCAAPPOO

Các thông số kinh tế lưới điện được sử dụng trong quá trình tính toán vị trí đặt tụ bù tối ưu.

Để thiết lập các thông số kinh tế này, chọn Network>Economics từ trình đơn chính. Bảng các thông số kinh tế sẽ hiện ra trên màn hình.

Giá điện năng tiêu thụ, cP, tính bằng đơn vị /kWh. Nhìn vào đơn vị ta có thể thấy đây là năng lượng “thực”. Ở Mỹ thường sử dụng đơn vị tiền tệ là dollar, tuy nhiên cả PSS/ADEPT và CAPO đều không bắt buộc đơn vị tiền tệ phải sử dụng, chúng ta có thể sử dụng bất cứ đơn vị tiền tệ nào miễn sao đảm bảo tính nhất quán giữa các biến số.

12

Giá điện năng phản kháng tiêu thụ, cQ, cũng có đơn vị tuỳ chọn giống với giá điện năng tiêu thụ. Giá trị này (cũng như các giá trị khác) sẽ được đặt là 0 nếu không có giá trị trên thực tế.

Giá công suất thực lắp đặt, dP, là giá của công suất phát phải trả để thay thế tổn hao hệ thống. Hiện tại CAPO không sử dụng giá trị này.

Giá công suất phản kháng lắp đặt, dQ, giống với giá công suất thực lắp đặt. Hiện tại CAPO cũng không sử dụng giá trị này.

Tỷ số trượt giá, r, được sử dụng để quy đổi số tiền tiết kiệm được và chi phí từ tương lai về thời điểm hiện tại. Nếu nguồn tài chính của việc mua và lắp đặt tụ bù được vay từ ngân hàng thì tỷ số trượt giá sẽ bằng hoặc gần bằng lãi suất cho vay của ngân hàng. Khi đã sử dụng tỷ số trượt giá CAPO không tính đến thuế và những yếu tố khác. Sau khi các thông số kinh tế đã được giải thích, ta sẽ biết các phương trình được CAPO sử dụng để tính toán.

Hình 3 Hộp thoại thiết đặt thông số kinh tế trong CAPO

Tỷ số lạm phát, i, là sự tăng giá điện năng và tiền bảo trì tụ bù hàng năm. Lưu ý là tỷ số này tính bằng đơn vị tương đối (pu) chứ không phải phần trăm (%). Thông thường giá trị này trong khoảng 0.02 đến 0.08 cho 1 năm.

Thời gian tính toán, N, là khoảng thời gian mà tiền tiết kiệm được từ việc lắp tụ bù bằng với tiền lắp đặt và bảo trì tụ bù (nghĩa là thời gian hoàn vốn). Nếu thực tế có chính sách là đầu tư phải hoàn vốn trong 5 năm thì giá trị này được đặt là 5.

13

Giá lắp đặt tụ bù cố định, cF, có đơn vị là /kvar của kích cỡ tụ bù; giá trị này cần được tính để phù hợp với thực tế của người sử dụng. Có thể nó sẽ bao gồm cả tiền vỏ bọc tụ bù, tiền vận chuyển, tiền công lao động, v.v…

Giá lắp đặt tụ bù ứng động, cQ, giống với tụ bù cố định, tuy nhiên có thể tụ bù ứng động sẽ có giá cao hơn, vì vậy nó được để thành giá trị riêng.

Tỷ giá bảo trì tụ bù cố định, mF, là tiền để duy trì hoạt động của tụ bù hàng năm. Tỷ giá này tính bằng /kvar-yr. Tiền bảo trì tăng theo tỷ số lạm phát.

Tỷ giá bảo trì tụ bù ứng động, mS, giống với tụ bù cố định. Vì tiền bảo trì này cao hơn nên nó được để riêng.

IIII..33..22.. CCáácchh PPSSSS//AADDEEPPTT ttíínnhh ccáácc vvấấnn đđềề kkiinnhh ttếế ttrroonngg CCAAPPOO

Các tính toán kinh tế trong CAPO được giải thích ở đây ứng với 1 tụ bù cố định ở 1 đồ thị phụ tải đơn.

Giả sử CAPO đang tính toán lắp đặt tụ bù thứ n, độ lớn sF. Tất cả các nút hợp lệ trong lưới điện được xem xét để tìm vị trí đặt tụ bù sao cho số tiền tiết kiệm được là lớn nhất; giả sử công suất thực tiết kiệm được là xP (kW) và công suất phản kháng tiết kiệm được là xQ (kvar). Năng lượng tiết kiệm và quá trình bảo trì diễn ra trong một khoảng thời gian, vì vậy chúng ta sử dụng một đại lượng thời gian tương đương, gọi là Ne:

(1)

Như vậy giá trị của năng lượng tiết kiệm được là:

SavingsF = 8760 Ne x (xP x cP + xQ x cQ) (2)

Giá trị của chi phí mua tụ bù là:

CostF = sF x (cF + Ne x mF) (3)

Nếu tiền tiết kiệm được lớn hơn chi phí, CAPO sẽ xem xét đến tụ bù thứ (n+1), nếu tiền tiết kiệm được nhỏ hơn thì CAPO bỏ qua tụ bù thứ n và ngừng tính toán.

IIII..33..33.. TThhiiếếtt llậậpp ccáácc ttùùyy cchhọọnn cchhoo pphhéépp pphhâânn ttíícchh CCAAPPOO

PSS/ADEPT cho phép chúng ta sửa đổi các tuỳ chọn trong phần tìm vị trí tụ bù tối ưu.

Các bước để sửa các tùy chọn cho CAPO:

- Bước 1: Chọn Analysis>Options từ trình đơn chính. Bảng các tuỳ chọn sẽ hiện ra

1

11

nN

n

iNer=

+⎡ ⎤= ⎢ ⎥+⎣ ⎦∑

14

- Buớc 2: Chọn thẻ CAPO.

Nếu chúng ta không mua bản quyền phần CAPO thì thẻ này sẽ không hiện ra.

Hình 4 Hộp thoại thiết đặt thông số trong CAPO

- Buớc 3: Chọn tuỳ chọn mà chúng ta muốn cho phép phân tích CAPO:

Loại đấu nối: chọn tụ có loại đấu nối phù hợp: sao hoặc tam giác. Loại đấu nối có thể chọn cho cả 2 loại tụ cố định và ứng động trên tất cả các nút trong lưới điện.

Chọn loại đồ thị phụ tải: có thể chọn bất cứ loại đồ thị phụ tải nào trong quá trình tính toán: đánh dấu vào ô tương ứng trước tên loại đồ thị. Những đồ thị phụ tải này có sẵn cho một khoảng thời gian xác định và đươc sử dụng trong quá trình tính toán để xác định tính khả thi của việc đặt một tụ bù lên lưới điện.

Vì phép phân tích CAPO dựa trên thời gian là từng năm nên khoảng thời gian dùng để tính toán là phân số của năm trên đồ thị phụ tải. Thường thì tổng thời gian tính toán của tất cả đồ thị phụ tải mà chúng ta sử dụng trong CAPO là 1.0; tuy nhiên điều này không phải là bắt buộc. Ví dụ nếu thiết bị của chúng ta chỉ hoạt động 10 tháng trong 1 năm thì CAPO vẫn có thể chạy được.

Số dải tụ cho phép: đây là số tụ cố định và ứng động mà chúng ta có thể có để đặt lên lưới (ví dụ như là số tụ đang có trong kho). Ban đầu thì số tụ này được đặt bằng 0. Nếu vẫn để số tụ này là 0 thì khi chạy CAPO chúng ta sẽ thấy trên phần Xem Tiến trình câu thông báo “Không có tụ nào để đặt lên lưới”.

Kích thước tụ 3 pha: là tổng độ lớn dải tụ 3 pha tính bằng kvar cho cả 2 loại tụ cố định và ứng động đặt trên lưới. Ví dụ: nếu thiết lập là đăt 1 dải tụ cố định 100

15

kvar thì chương trình sẽ đặt các tụ cố định 100 kvar cho đến khi tìm được điều kiện tối ưu. Tương tự như vậy cho tụ bù ứng động.

Các nút hợp lệ: chọn các nút hợp lệ tại đó có thể đặt tụ cố định và ứng động bằng cách đánh dấu vào ô trước tên của nút. Ban đầu tất cả các nút trong lưới điện đều phù hợp để đặt các dải tụ cố định và ứng động. (tất cả các ô đều được đánh dấu sẵn)

Đánh dấu chọn hoặc bỏ chọn các nút liên tiếp nhau: nhấn chuột vào nút đầu tiên, nhấn và giữ phím Shift, nhấn chuột vào nút cuối cùng trong dãy các nút mà ta muốn chọn.

Đánh dấu chọn hoặc bỏ chọn các nút không liên tiếp nhau: nhấn và giữ nút Ctrl, nhấn chuột vào ô bên cạnh các nút muốn chọn.

IIII..33..44.. CCáácchh PPSSSS//AADDEEPPTT ttììmm vvịị ttrríí đđặặtt ttụụ bbùù ttốốii ưưuu

Đầu tiên, tính phân bố công suất cho mỗi đồ thị phụ tải để biết nấc điều chỉnh của máy biến áp và nấc chỉnh của tụ bù ứng động đang có trên lưới. Các nấc chỉnh này được lưu lại cho từng trường hợp. Các máy biến áp và tụ bù này sẽ không được điều chỉnh nữa khi CAPO chạy.

Trước hết CAPO xem xét các tụ bù cố định, theo định nghĩa thì các tụ bù này luôn được đóng vào lưới trong tất cả các trường hợp phụ tải. Tất cả các nút hợp lệ trên lưới sẽ được kiểm tra xem tại nút nào thì số tiền tiết kiệm được là lớn nhất. Vì có rất nhiều trường hợp phụ tải nên số tiền tiết kiệm này sẽ được xem như là tổng trọng số của từng trường hợp phụ tải, trong khi đó hệ số trọng lượng là thời gian tính toán của mỗi trường hợp phụ tải.

Tụ bù sẽ không được đặt tại nút đang xem xét trong những trường hợp sau:

Tiền tiết kiệm được không bù đắp được chi phí bỏ ra. Khi có nhiều trường hợp phụ tải thì tiền tiết kiệm được tính tương tự như ví dụ đơn giản ở trên, hệ số trọng lượng lúc này là tổng trọng số của tất cả các trường hợp.

Không còn tụ bù cố định thích hợp để đóng lên lưới. (thực tế có thể kiểm tra điều này cho tất cả các nút trước khi tính toán, vì vậy chỉ nêu lên ở đây cho đầy đủ).

Vượt quá giới hạn trên của điện áp cho phép trong một trường hợp tải nào đó (giới hạn điện áp này được thiết lập trong thẻ General của bảng Analysis Options Property).

Các tụ bù cố định được đặt lên lưới cho đến khi một trong các trường hợp trên xảy ra; khi đó việc đặt tụ bù cố định kết thúc và chương trình chuyển qua đặt tụ bù ứng động. Quá trình này thực sự diễn ra phức tạp hơn, do đó trước khi bắt đầu xem

16

xét thì một số chú thích được nêu ra ở đây. Nếu chỉ có một trường hợp phụ tải được xem xét thì có thể sẽ không phải đặt tụ bù ứng động sau khi đặt xong tụ bù cố định.

Điều này là không đúng trong ít nhất 4 trường hợp sau:

- Chỉ còn một vài tụ bù cố định và vẫn có thể tiết kiệm được khi cắt hết các tụ bù cố định này ra.

- Những nút phù hợp cho việc đặt tụ bù ứng động lại khác với các nút phù hợp với tụ bù cố định.

- Thiết lập giá tiền của tụ bù ứng động rẻ hơn tụ bù cố định, khi đó sau khi tụ bù cố định được đặt lên lưới thì vẫn có thể tiết kiệm chi phí nếu đặt tụ bù ứng động.

- Thiết lập độ lớn của tụ bù ứng động nhỏ hơn tụ bù cố định.

Những nút phù hợp (cho tụ bù ứng động) trên lưới được xem xét để tìm nút cho ra số tiền tiết kiệm lớn nhất trong tất cả các trường hợp.

Có 2 sự tinh tế trong quá trình tính toán này. Một là, nếu đặt tụ bù ứng động gây ra quá điện áp trong một trường hợp tải nào đó thì tụ bù này sẽ được cắt ra trong suốt quá trình tính toán. Hai là, nếu tụ bù gây ra chi phí quá cap cho một trường hợp tải nào đó thì nó cũng được cắt ra khỏi lưới trong trường hợp tải đó. Chỉ thực hiện việc tính tiền tiết kiệm được trong các trường hợp tải mà tụ bù được đóng lên lưới. Việc tính toán được thực hiện đến khi:

- Tiền tiết kiệm không bù đắp được chi phí cho tụ bù ứng động.

- Không còn tụ bù ứng động để đóng lên lưới.

Để tham khảo, tất cả các phương trình có trong quá trình tính toán CAPO sẽ được liệt kê bên dưới. Chi phí của tụ bù, bao gồm tiền lắp đặt và bảo trì, được liệt kê cho loại tụ bù cố định trước. Công thức là tương tự cho tụ bù ứng động.

CostF = sF x (cF + Ne x mF) (4)

Nếu có nhiều trường hợp phụ tải, sẽ có nhiều biến cần được định nghĩa hơn. Giả sử có K trường hợp phụ tải trong CAPO, mỗi trường hợp có khoảng thời gian là dk. Gọi switchk là trạng thái đóng cắt của tụ bù ứng động, switchk = 1 nghĩa là tụ bù đóng lên lưới trong suốt trường hợp tải và = 0 là tụ bù được cắt ra.

Tiền tiết kiệm cho mỗi tụ bù cố định (luôn được đóng vào lưới) là tổng tiền tiết kiệm của tất cả các trường hợp tải.

(5)

Tiền tiết kiệm cho tụ bù ứng động cũng liên quan đến lịch đóng cắt của tụ.

1 18760

K K

F k kk k

Savings Ne cP xP cQ xQ= =

⎛ ⎞= × × × + ×⎜ ⎟

⎝ ⎠∑ ∑

1 1

8760K K

S k k k kk k

Savings Ne cP switch xP cQ switch xQ= =

⎛ ⎞= × × × × + × ×⎜ ⎟

⎝ ⎠∑ ∑

17

(6)

Để hoàn tất ta xét đến phương trình tính Ne:

(7)

Nói tóm lại, CAPO đặt tụ bù cố định lên lưới cho đến khi xảy ra điều kiện dừng. Sau đó tụ bù ứng động được đặt lên lưới cho đến khi xảy ra điều kiện dừng tương ứng của tụ bù ứng động. Tổng chi phí của quá trình tối ưu là chi phí lắp đặt và bảo trì của tất cả các tụ đã được đóng lên lưới; chi phí tiết kiệm tổng là tổng của các chi phí tiết kiệm thu lại được của từng tụ bù.

CAPO có thể đặt nhiều tụ bù cố định và/hoặc nhiều tụ bù ứng động tại mỗi nút. PSS/ADEPT sẽ gộp các tụ bù này thành một tụ bù cố định và/hoặc một tụ bù ứng động. Tụ bù ứng động đơn sẽ có nấc điều chỉnh tương ứng và lịch đóng cắt tụ sẽ biểu diễn các bước đóng cắt của từng tụ bù đơn.

IIII..33..55.. CCáácchh cchhạạyy bbààii ttooáánn ttììmm vvịị ttrríí đđặặtt ttụụ bbùù ttốốii ưưuu

Để chạy bài toán phân tích vị trí đặt tụ bù tối ưu ta có thể thực hiện một trong 2 cách sau:

- Chọn Analysis>CAPO từ trình đơn chính.

- Nhấp chuột vào nút CAPO trên thanh công cụ Analysis.

Nếu ta không có bản quyền phần CAPO thì nút này sẽ không tồn tại.

Trong quá trình tối ưu hoá, các thông báo được viết ra trong cửa sổ “Progress View” cho ta biết độ lớn và loại dải tụ được đặt cũng như nút tương ứng và tổn thất hệ thống. Khi quá trình tối ưu hóa thực hiện xong, sơ đồ mạng điện với các tụ bù cần đặt lên lưới được vẽ lại với độ lớn của dải tụ và ký hiệu “FX” cho tụ bù cố định và “SW” cho tụ bù ứng động cần đặt lên lưới. Hình biểu diễn một sơ đồ lưới điện mẫu và cửa sổ “Progress View” sau khi thực hiện xong tối ưu hoá.

IIII..33..66.. RReeppoorrtt ssaauu kkhhii pphhâânn ttíícchh vvàà ttíínnhh ttooáánn

Để có bảng báo cáo kết quả dạng bảng chứa các tham số đầu và kết quả phân tích, chọn Report>Capacitor Placement Optimization từ trình đơn chính.

1

11

nN

n

iNer=

+⎡ ⎤= ⎢ ⎥+⎣ ⎦∑

18

Hình 5 Kết quả tính toán CAPO

IIII..44.. TTíínnhh ttooáánn pphhốốii hhợợpp vvàà bbảảoo vvệệ

IIII..44..11.. CCầầuu cchhìì

Cầu chì là một loại thiết bị bảo có thể được đưa vào nhóm các thiết bị bảo vệ. Có các loại cầu chì đã được chỉ định trong cơ sở dữ liệu của chương trình. Khi chọn cầu chì trong cơ sở dữ liệu này, chúng ta có thể thay đổi thông số của nó và lưu vào việc sử dụng ở một file khác. Bởi vì các thông số này chỉ là giá trị tham khảo chứ không phải giá trị bắt đầu đề tính toán. Thay đổi thông số của cầu chì

Hình 6 Hộp thoại thay đổi thông số cầu chì

Damage multiplier: bội số nhân điều chỉnh:

19

Bội số nhân này dùng để điều chỉnh những giá trị thời gian của đường cong nóng chảy cực tiểu. Ví dụ giá trị 0,75 cho biết cầu chì có thể bị hư hỏng ở đường cong nóng chảy cực tiểu 75% của thời gian. Việc vẽ đồ thị sẽ lấy giá trị này để tính toán.

IIII..44..22.. RReellaayyss

Relays là một loại thiết bị bảo có thể được đưa vào nhóm các thiết bị bảo vệ. Có các loại relays đã được chỉ định trong cơ sở dữ liệu của chương trình.

Hình 7 Hộp thoại thay đổi thông số Relays

- Các chức năng Primary Settings và Secondary Settings cho phép chúng ta nhập dòng điện sơ cấp và thứ cấp cho bộ cảm biến dòng.

- Tìme dial settings: Cài đặt thông số thời gian đặt cho relay. Chúng ta không thể thiết lập thông số này ngoài phạm vi nhà sản xuất cho phép. Khi chọn hộp thoại Interpolate, đường cong hiển thị trong phần phối hợp sẽ nội suy giữa hai giá trị thời gian đặt và trong cơ sở dữ liệu của PSS/ADEPT.

IIII..44..33.. CCáápp

- Máy cắt hay cầu chì tự động phát hiện quá tải cáp và cắt nếu sự quá tải vượt quá giá trị đặt và thời gian quá tải cho phép định trước.

- Điều kiện yêu cầu để bảo vệ quá tải.

Bảo vệ quá tải theo tiêu chuẩn IEE 433:

ZN II ≤

20

ZII 45.12 ≤

Với: I Z dòng điện định mức của cáp ngầm trong điều kiện lắp đặt.

IN dòng điện định mức của bảo vệ.

I2 dòng điện khởi động của bảo vệ.

Nếu bảo vệ là cầu chì, I2 là 1.6IN và tác động hoạt động trong khoảng thời gian dài từ 1 đến 4 giờ phụ thuộc vào dòng điện định mức của cầu chì.

Để cáp được bảo vệ, đường cong phá hủy cáp được đặc trưng bằng hằng số, nó phải nằm trên đường cong thời gian dòng điện của thiết bị bảo vệ. Đường cong phá hủy cáp phụ thuộc vào vật liệu dẫn điện và nhiệt độ cực đại mà cáp chịu đựng được trong lúc ngắn mạch. Giới hạn của nhiệt độ cực đại cho phép phụ thuộc vào loại cách điện.

Bảo vệ ngắn mạch

Phương thức bảo vệ mở mạch điện và cắt dòng ngắn mạch, phải cắt thời gian đủ nhanh để ngăn ngừa mối nguy hại cho cáp điện.

Trong điều kiện sự cố thời gian khoảng 5s, thời gian cực đại tính bằng giây mà cáp có thể chịu đựng được dòng điện sự cố có thể tính gần đúng bằng công thức:

tcáp,max = 2

22

FIAk (9)

Với k là hằng số nhiệt độ cực đại của dây dẫn, phụ thuộc loại cách điện.

A thiết diện dây dẫn.

IF là dòng điện ngắn mạch.

Thời gian cực đại mà cáp có thể chịu đựng được tcab,max là thời gian tới hạn, đó là thời gian tính bằng giây để nhiệt độ dây dẫn tăng từ giá trị định mức Q1 đến giá trị tới hạn QF. Nếu nhiệt độ cáp vượt quá QF, vật liệu cách điện sẽ hư hỏng và cáp bị phá hủy.

Phương trình để tính toán tác hại dây dẫn ở điểm PSS/ADEPT là

Dây đồng:

])/))234/()234((0125.0[(( 1210 tTTLOGAI ++×= (10)

Dây nhôm

])/))228/()228((0125.0[(( 1210 tTTLOGAI ++×= (11)

ACAR

21

])/))228/()228((0125.0[((093.0 1210 tTTLOGAI ++××= (12)

ACS

])/))228/()228((0125.0[(( 1210 tTTLOGAI ++×= (13)

Với I dòng điện ampe.

A tiết diện dây dẫn mils

mils = mm2 ×1973,5

mils = kcmil 1000×

t thời gian.

T1 nhiệt độ dây dẫn ban đầu.

T2 nhiệt độ cực đại cho phép.

IIII..44..44.. RReecclloosseerr

Recloser là một loại thiết bị trọn bộ gồm máy cắt và mạch điều khiển cần thiết để cảm nhận tín hiệu dòng điện, để định thời gian cắt và đóng lại đường dây một cách tự động khi có sự cố thoáng qua, tái lập cung cấp điện. Nếu sự cố kéo dài, Recloser sẽ khóa tự đóng lại một số lần tác động được đặt trước (thường là 3 hoặc 4 lần) và như vậy cô lập vùng bị sự cố khỏi hệ thống.

Recloser hoạt động theo 2 đường cong thời gian- dòng điện. Đường cong đầu tiên có đặc tính cắt nhanh hay còn gọi là đường cong A dùng để bảo vệ cầu chì phía trên nó khi có sự cố ngắn mạch thoáng qua. Đường cong thứ 2 có đặc tính tác động chậm việc đóng cắt các thiết bị đóng cắt và cho phép cầu chì hoạt động trong trường hợp ngắn mạch vĩnh cữu.

PSS/ADEPT cho phép biểu trưng tất cả đường cong nào của Recloser, không có một sự giới hạn nào. Mỗi đường cong của Recloser được chỉ định như một Recloser cụ thể trong vận hành. Ví dụ như, nếu muốn phối hợp đường cong có đặc tính cắt nhanh A với đường cong có tính cắt chậm E, chúng ta chọn 2 Recloser cùng loại và chỉnh định cho từng Recloser theo ý muốn. Trong trường hợp này, hai Recloser được chỉ định trong danh sách lựa chọn mặc dù chỉ có một Recloser ngoài thực tế.

Đồ thị đường cong của Recloser khi phối hợp được điều chỉnh trên định mức của cuộn dây cắt đối với điều khiển thủy lực và định mức nhỏ nhất trong điều khiển điện tử được chỉ định trong thông số của Recloser.

22

Recloser được chọn trong bảng cơ sở dữ liệu giống như cầu chì và relay quá dòng, sau đó được chỉnh sửa để biểu hiện đúng theo đường cong thời gian- dòng điện.

Hình 8 Hộp thoại thay đổi thông số Recloser

IIII..44..55.. PPhhốốii hhợợpp ccáácc tthhiiếếtt bbịị bbảảoo vvệệ

Mục đích chính của việc phối hợp các thiết bị bảo vệ là chọn ra các giá trị định mức thích hợp để cài đặt cho các thiết bị bảo vệ trên lưới điện. Các thiết bị bảo vệ phải được lựa chọn phù hợp để thời gian vận hành là chính xác nhất nhưng vẫn bảo vệ được trong trường hợp quá tải quá độ của hệ thống như xuất hiện dòng điện từ khi máy biến áp làm việc quá tải hoặc lúc khởi động cơ.

Chúng ta có thể sử dụng chức năng phối hợp để xác định thời gian vận hành của các thiết bị bảo vệ đã được chọn trên lưới điện. Hơn nữa, ta còn co thể nhập vàogiá trị dòng điện theo ý muốn để xác định thời gian vận hành cho thiết bị, hoặc có thể chạy bài toán phân tích ngắn mạch để xác định dòng ngắn mạch tại một điểm trong vùng được phối hợp bảo vệ. Chúng ta có thể sử dụng cơ sở dữ liệu có sẵn của nhà sản xuất để tính toán, hoặc có thể được khai báo trực tiếp trong database nhà sản xuất cung cấp. Đường cong phối hợp thể hiện mối quan hệ giữa đặc tính vận hành của thời gian và dòng điện.

IIII..55.. TTíínnhh ttooáánn pphhâânn ttíícchh ssóónngg hhààii Với các phụ tải tĩnh, động cơ không đồng bộ, động cơ đồng bộ, tụ điện mắc

shunt, đường dây và cáp, và máy biến áp, mô hình sóng hài thường được dùng để xác định giá trị tổng trở ở một hài cho trước.

Mỗi thành phần của lưới điện có phương trình tính giá trị tổng trở tương ứng.

23

IIII..55..11.. TTảảii ttĩĩnnhh

Tải tĩnh được mô hình hoá thành 2 phần, một là điện trở và điện kháng mắc nối tiếp, và một là điện trở và điện kháng mắc song song.

Với phần tải tĩnh mắc nối tiếp, điện trở và điện kháng ở tần số cơ bản là:

(14)

với:

V = điện áp

R = điện trở

X = điện kháng

Fs = tần số cơ bản (phần nối tiếp)

S* = liên hợp phức của công suất tải P – jQ (trên mỗi pha)

Sự biến đổi tổng trở theo bậc của hài được tính theo công thức:

(15)

Với:

Z(H) = tổng trở ở hài bậc H

Đối với phần tải tĩnh mắc song song, điện trở và điện kháng ở tần số cơ bản là:

(16)

với:

R = điện trở

X = điện kháng

V = điện áp

Fp = tần số cơ bản (phần song song)

P = kW

Q = kvar

Sự biến thiên của tổng trở theo bậc của hài được cho bởi công thức:

24

(17)

với:

(18)

với:

Cp1 = hệ số mũ hiệu ứng bề mặt của tải (phần song song của tải)

Cp2 = hệ số mũ điện kháng của tải (phần song song của tải)

IIII..55..22.. ĐĐộộnngg ccơơ kkhhôônngg đđồồnngg bbộộ

Động cơ không đồng bộ được biểu diễn bởi mô hình lồng sóc đôi có tổng trở thay đổi theo tần số ở độ trượt cho trước. Điện trở động cơ không đồng bộ thay đổi theo sóng hài như sau:

(19)

với:

R0(H) = điện trở thứ tự không ở hài bậc H

Điện kháng động cơ không đồng bộ thay đổi theo sóng hài như sau:

(20)

X0(H) = điện kháng thứ tự không ở hài bậc H

C4 = hệ số mũ điện kháng động cơ

Tổng trở tương đương ở độ trượt cho trước được tính bằng cách sử dụng điện trở và điện kháng đã được điều chỉnh theo tần số như trên đã nói. Ờ tần số sóng hài, độ trượt được tính như sau:

(21)

với:

25

s(H) = độ trượt ở hài bậc H

s1 = độ trượt ở tần số cơ bản

Khi động cơ không đồng bộ được nối đất, tổng trở nối đấy được tính như sau:

(22)

với:

Zg(H) = tổng trở nối đất ở hài bậc H

Rg = điện trở nối đất

Xg = điện kháng nối đất

C1 = hệ số mũ hiệu ứng bề mặt nối đất

C2 = hệ số mũ điện kháng nối đất

Điện trở và điện kháng nối đất mắc nối tiếp.

IIII..55..33.. ĐĐộộnngg ccơơ đđồồnngg bbộộ

Động cơ đồng bộ được biểu diễn bởi điện kháng siêu quá độ và thứ tự không của nó và bởi điện trở phần ứng và thứ tự nghịch. Điện trở động cơ đồng bộ biến thiên theo sóng hài như sau:

(23)

với:

Ra(H) = điện trở phần ứng ở hài bậc H

R2(H) = điện trở thứ tự nghịch ở hài bậc H

Điện kháng động cơ đồng bộ biến thiên theo sóng hài như sau:

với:

X"d(H) = điện kháng siêu quá độ ở hài bậc H

X0 = điện kháng thứ tự không

C4 = hệ số mũ điện kháng động cơ

Tổng trở động cơ đồng bộ ở thứ tự thuận, nghịch và không là:

26

(24)

với:

Z0 = tổng trở thứ tự không

Z1 = tổng trở thứ tự thuận

Z2 = tổng trở thứ tự nghịch

Khi động cơ đồng bộ được nối đất, tổng trở nối đất được tính như sau:

(25)

với:





IIII..55..44.. TTụụ đđiiệệnn mmắắcc sshhuunntt

Tụ điện mắc shunt được định nghĩa bởi công suất phản kháng (kvar) mà nó cung cấp ở điện áp danh định. Reactor mắc shunt tiêu thụ công suất phản kháng. Tổng trở của tụ điện/reactor mắc shunt biến thiên theo sóng hài như sau:

(26)

với:

kV = kV cơ bản của tụ điện

KVAra = công suất phản kháng của tụ điện

Khi tụ điện/reactor mắc shunt được nối đất, tổng trở nối đất được tính như sau:

(27)

27

với:





IIII..55..55.. ĐĐưườờnngg ccââyy vvàà ccáápp

Có 3 mô hình sóng hài cho đường dây. Đó là:

Đường dây IEEE

Cáp IEEE

Hiệu chỉnh đường dây dài tuỳ ý có thể áp dụng cho cả 3 mô hình.

Đường dây IEEE (Mô hình 1)

(28)

Cáp IEEE ( Mô hình 2)

(29)

Đường dây và cáp tự tạo (Mô Hình 4)

(30)

Với:

28

r1 = điện trở thứ tự thuận

x1 = điện kháng thứ tự thuận

b1 = tổng dẫn nhánh thứ tự thuận

r0 = điện trở thứ tự không

x0 = điện kháng thứ tự không

b0 = tổng dẫn nhánh thứ tự không

C1 = hệ số mũ hiệu ứng bề mặt thứ tự thuận

C2 = hệ số mũ hiệu ứng bề mặt thứ tự không

C3 = hệ số mũ điện kháng thứ tự thuận

C4 = hệ số mũ điện kháng thứ tự không

C5 = hệ số mũ điện nạp thứ tự thuận

C6 = hệ số mũ điện nạp thứ tự không

IIII..55..66.. HHiiệệuu cchhỉỉnnhh đđưườờnngg ddââyy ddààii

Hiệu chỉnh đường dây dài phải được áp dụng cho [r1(H), x1(H), b1(H)] và [r0(H), x0(H), b0(H)] để thu được các thông số tập trung của đường dây [R1(H), X1(H), G1(H), B1(H)] và [R0(H), X0(H), G0(H), B0(H)] như sau:

(31)

Thông số tập trung tương đương được tính như sau:

29

(32)

với:

R1 = điện trở thứ tự thuận

X1 = điện kháng thứ tự thuận

B1 = tổng dẫn nhánh thứ tự thuận

R0 = điện trở thứ tự không

X0 = điện kháng thứ tự không

B0 = tổng dẫn nhánh thứ tự không

G0 = thông số tập trung điện dẫn shunt thứ tự không

G1 = thông số tập trung điện dẫn shunt thứ tự thuận

IIII..55..77.. MMááyy bbiiếếnn áápp

Có hai mô hình sóng hài cho máy biến áp:

Mô hình IEEE

Mô hình tự tạo (custom)

Máy biến áp IEEE

Tổng trở rò được cho bởi:

(34)

30

Máy biến áp tùy ý

Tổng trở rò được cho bởi:

(33)

Tổng trở nối đất, nếu có, được tính giống nhau cho tất cả các mô hình của máy biến áp:

(35)

với:

R1 = điện trở

X1 = điện kháng

H = bậc của hài

C3 = hệ số mũ hiệu ứng bề mặt máy biến áp

C4 = hệ số mũ điện kháng máy biến áp



IIII..55..88.. TTíínnhh ttooáánn ssóónngg hhààii

II.5.8.1. Tổng dẫn và tổng trở Mỗi biểu diễn tuyến tính của lưới điện mô hình hóa từng phần tử bằng một

tổng dẫn tính ở tần số hài tương ứng.

Nguồn của sóng hài được xem như không hấp thu bất cứ sóng hài dòng điện nào.

Ở mỗi tần số, ma trận tổng dẫn và thừa số sử dụng kỹ thuật thao tác trên ma trận thưa. Sự thừa số hoá ở mỗi tần số là cần thiết vì tổng dẫn của mỗi phần tử thay đổi theo tần số.

Ma trận tổng dẫn được tính theo số pha. Các phần tử mô tả bởi dữ liệu chuỗi được chứa trong ma trận con 3x3 (trong phân tích 3 pha). Bậc của ma trận được tính lúc bắt đầu phép tính.

Ở mỗi tần số, từng hàng của ma trận tổng trở được tính bằng cách sử dụng ma trận tổng dẫn được thừa số hóa.

Dòng điện đơn vị được đẩy vào:

31

I(f) = [0 0 0 ... 0 1 0 0 ... 0]

Vector V(f) được giải cho:

Y(f)×V(f) = I(f)

Tổng trở tương đương Thevenin ở nút “k” và tần số “f” được cho bởi:

Zkk(f) = Vk(f)

Tổng trở giữa nút “k” và nút “j” ở tần số “f” là:

Zkj(f) = Vj(f)

Điện áp và dòng điện

Nếu nguồn sóng hài dòng điện được xét đến trong lưới điện, biên độ và góc pha dòng điện tại mỗi tần số được tính tương ứng với loại thiết bị và việc giải cùng phương trình tổng dẫn sẽ cho điện áp tại nút cần tìm.

Dòng điện trên đường dây được tính bởi:

Ijk = [Y] × [ Vk - Vj ]t

Với [Y] là ma trận tổng dẫn của đường dây giữa nút “j” và “k”.

Độ nhạy

Biến thiên tổng dẫn của một thành phần lưới điện trong một khoảng giá trị, thay đổi ma trận tổng trở [Z] của lưới điện bằng một lượng tăng thêm [dZ] mà có thể xác định được từ ma trận tổng dẫn của thành phần được sửa đổi, [dY]:

[Znew] = [Zold + dZ] = [Y + dY]-1

với

[Zold] = [Y]-1 là ma trận tổng trở cơ bản, được tính từ [Y], ma trận tổng dẫn cơ bản.

[dY] = [A]t ×[y]×[A] là ma trận tổng dẫn của các thành phần được sửa đổi.

[y] là một đại lượng vô hướng hoặc một ma trận, thành phần của [A] là 0, -1, or 1.

Bất cứ thành phần nào của ma trận tổng trở được sửa đổi có thể được tính bởi:

[Znew] = [Zold]×[A]×{[y]-1 + [A]t ×[Zold]×[A]}-1×[A]t ×[Zold]

Phương trình này dùng để tính tổng trở được sửa đổi và độ nhạy của điện áp nút để thay đồi của các thành phần nhánh.

II.5.8.2. Tính toán sóng hài Phần tính toán sóng hài trước tiên sẽ tính phân bố công suất ở tần số cơ bản.

32

Kết quả của phần phân bố công suất cơ bản sẽ là nền của điện áp nút và dòng điện nhánh được sử dụng để tính các chỉ số sóng hài về sau.

Sau đó, với mỗi tần số sóng hài có sự tồn tại của nguồn sóng hài tương ứng trong hệ thống điện, kết quả phân bố công suất trực tiếp được tìm bằng phương pháp đẩy dòng.

Các tần số sóng hài được xem xét đều là tần số có bậc thấp, từ 2 đến 15, cộng với hài đặc trưng từ 17 đến 73.

Tổng trở của các thành phần được điều chỉnh dựa trên tần số hài và loại thành phần.

Với tần số hài bội ba, một tổng trở thứ tự không được hiệu chỉnh tương ứng với tần số và mạng thứ tự không được sử dụng.

Từ kết quả tính phân bố công suất sóng hài tìm được các thành phần hài của điện áp nút và dòng điện nhánh, sau đó tất cả các chỉ số sóng hài cũng được tính tương tự. Đại lượng THD và IHD của nút được so sánh với giới hạn của nó, giới hạn này do người sử dụng nhập vào ở phần Bus Editor, nếu không thỏa giới hạn thì hình lá cờ được thêm vào trong phần báo cáo dạng văn bản kế bên nút tương ứng trong phần Thông tin Sóng hài.

Kết quả tính phân bố công suất sóng hài sẽ cho ra báo cáo dạng văn bản chứa dữ liệu vào của hệ thống, kết quả phân bố công suất cơ bản, thông tin sóng hài trong hệ thống, và bảng điện áp nút và dòng điện nhánh với tất cả các thành phần sóng hài. Các kết quả này cũng có thể được xem trực tiếp từ sơ đồ đơn tuyến sử dụng chương trình Harmonic Load Flow Slider và Harmonic Display Options Editor. Cùng với báo cáo dạng văn bản và sơ đồ đơn tuyến, đồ thị điện áp nút và dòng điện nhánh cũng có dưới dạng điện áp và dòng điện trong miền thời gian và phổ sóng hài dưới dạng biểu đồ hình thanh.

Một vấn đề rất được quan tâm khi phân tích sóng hài là điều kiện cộng hưởng trong hệ thống điện. Vì sự có mặt của cả hai thành phần điện cảm và điện dung trong hệ thống điện, ở một số tần số nhất định, điều kiện cộng hưởng có thể xảy ra ở một số nút. Nếu cộng hưởng xảy ra ở một nút có dòng điện hài được bơm vào hệ thống thì quá áp và quá dòng xuất hiện.

Chương trình Phân tích tần số là công cụ tốt nhất để khảo sát vấn đề cộng hưởng của hệ thống điện. Chương trình này tính toán và vẽ đồ thị biên độ và góc pha của tổng trở điểm lái nút trong khoảng tần số do người sử dụng chỉ định; do đó, có thể xác định dễ dàng bất kỳ điều kiện cộng hưởng song song nào và tần số trigger của nó. Phần phân tích tần số sóng hài cũng cho phép người sử dụng hiệu chỉnh thông số mạch lọc sóng hài và thử lại kết quả cuối cùng.

33

Khoảng tần số cần phân tích được nhập vào bởi người sử dụng, có thể bắt đầu từ tần số cơ bản đến tần sô cao nhất mà người sử dụng muốn.

Kết quả phân tích tần số được xuất ra báo cáo dạng văn bản có chứa dữ liệu đầu vào hệ thống, kết quả phân bố công suất cơ bản, và một bảng các tổng trở điểm lái nút. Kết quả cũng có dưới dạng sơ đồ đơn tuyến và đồ thị.

IIII..66.. TTíínnhh ttooáánn đđiiểểmm ddừừnngg ttốốii ưưuu ((TTOOPPOO)) Bài toán TOPO (Tie Open Point Optimization) sẽ phân tích, tính toán, định

hình hệ thống hình tia để có tổn thất công suất tác dụng nhỏ nhất, đóng khóa để hình thành mạng vòng trong hệ thống, tách riêng điện kháng trong mạng vòng và giải hệ thống điện, mở khóa mạng vòng với dòng nhỏ nhất. TOPO thực hiện cho đến khi mở khoá cũng giống như đóng khoá.

Nếu quá tải trong quá trình phân tích, thì thuật toán sẽ lưu lại cho đến khi đạt đến điều kiện không có điểm nào quá tải. Nếu trong hệ thống ban đầu có các nhánh quá tải thì hệ thông sau khi giải xong cũng chứa các nhánh quá tải.

TOPO tối ưu hoá từng phần hệ thống hinh tia nối với nút gốc. Vì thế, trong tất cả mọi cấu hình mạng hình tia, TOPO định ra cấu hình có tổn thất công suất tác dụng nhỏ nhất. Hiện tại, TOPO chỉ tính được cho hệ thống mạng điện hình tia. Nút gốc thường là nút nguồn đầu tiên, nhưng ta có thể chỉ định nút khác bằng cách chọn Network>Properties từ thực đơn chính (Main Menu).

Giải thuật điểm dừng tối ưu sử dụng phương pháp heuristic dựa trên sự tối ưu phân bố công suất. Một đặc tính của giả thuật heuristic là nó không thể định ra điểm tối ưu thứ hai, thứ ba được. Thực ra nó cũng không thể chứng minh được lời giải điểm dừng tối ưu là lời giải tốt nhất. Những bằng chứng đưa ra dựa trên việc khảo sát tất cả những khả năng kết hợp các mạng hình tia, nên đây là một số lượng rẩt lớn.

Khoá điều khiển TOPO được mô tả trong bảng thuộc tính các khoá. Bẩt kỳ khoá nào, ban đầu đều ở trạng thái mở, và khi đóng thì tạo thành mạng vòng. Nếu chúng không tạo mạng vòng thì hoặc là chúng đứng tách biệt hoặc là nối với một mạng tách biệt. Các khoá không tạo thành mạng vòng sẽ bị chương trình TOPO loại bỏ trước khi phân tích và chương trình chỉ tính cho các khoá có tạo thành mạng vòng khi đóng. Như thế, khoá điều khiển là một bộ phận của lưới điện trên cây nút gốc; các khoá ở các mạng tách biệt sẽ bị loại bỏ.

Với các loại tải nhanh (snapshot) và không có nhánh quá tải nào, thì chương trình tính điểm dừng tối ưu hoạt động đơn giản. Bắt đầu với hệ thống hình tia ban đầu, TOPO dóng một trong các khoá điều khiển để hình thành mạng vòng. Thủ tục tối ưu phân bố công suất được thực hiện trong mạng vòng để xác định việc mở khoá nào là tổt nhất và chuyển mạng điện trở về lại dạng hình tia. Tiến trình này tiếp tục

34

cho đến khi khoá mở ra luôn là khoá đã đóng, khi đó TOPO ngừng lại. Kết quả mạng có được là mạng hình tia có tổn hao công suất thực nhỏ nhất.

TOPO có thể thực hiện với nhiều tải nhanh (snapshot); và định ra cấu hình mạng điện đơn có tổn hao công suất thực nhỏ nhất trên tất cả các snapshot. Khi đó việc đặt một khoá không thể tối ưu cho bất kỳ tải đặc biệt snapshot nào, nhưng phù hợp cho việc kết hợp các khoá. Khi phân tích cùng lúc nhiều snapshot, TOPO sử dụng tổn thất công suất tác dụng mỗi đồ thị phụ tải với những khoảng thời gian liên quan.

TOPO xuất ra bảng tổn thất ban đầu và cuối cùng của mạng điện và số tiền tiết kiệm từ tổn hao đó. Lượng tổn hao tiết kiệm được tính trên đơn vị thời gian là năm và chương trình tính cả năng lượng (tác dụng và phản kháng) và nhu cầu (tác dụng và phản kháng) , bằng cách sử dụng giá trị ta chỉ định trong mục Network>Economics từ thực đơn chính (Main Menu).

IIII..66..11.. TThhiiếếtt đđặặtt tthhôônngg ssốố kkiinnhh ttếế cchhoo bbààii ttooáánn TTOOPPOO Tính kinh tế của mạng điện được sử dụng trong quá trình phân tích để tính chi

phí năng lượng và nhu cầu: giá điện, giá năng lượng phản kháng, giá nhu cầu điện, và giá nhu cầu năng lượng phản khán.

Để đặt tuỳ chọn kinh tế (economics): Ta chọn Network>Economics. Thông số kinh tế trong bài toán TOPO cũng giống như trong bài toán tính CAPO. Cả 2 bài toán sử dụng cùng những thông số này để tính toán.

IIII..66..22.. ĐĐặặtt ccáácc ttùùyy cchhọọnn cchhoo bbààii ttooáánn TTOOPPOO Chọn Analysis>Options, chọn Tag TOPO, ta có hộp thoại sau:

Hình 9 Hộp thoại thiết đặt thông số cho TOPO

Khi ta chọn Consider branch overload limits, TOPO sẽ tính toán cho tất cả các nhánh quá tải trước đó. Trong hộp thoại Option này, ta có thể chọn những đồ thị phụ tải mà ta cần tính toán (đã tạo trong Category).

35

Hình 10 Hiển thị kết quả cho TOPO

IIII..77.. TTíínnhh ttooáánn đđộộ ttiinn ccậậyy llưướớii đđiiệệnn Độ tin cậy là xác suất làm việc tốt của một thiết bị trong một chu kỳ dưới các

điều kiện vận hành đã được thử nghiệm.

Có 4 phần liên quan đến độ tin cậy

Xác suất tự nhiên

Chế độ làm việc thích hợp (tuỳ thuộc vào các yêu cầu)

Thời gian cung cấp công suất liên tục

Các điều kiện vận hành (có thể khác nhau)

Chỉ số về độ tin cậy của lưới điện phân phối (theo IEEE) bao gồm SAIFI, SAIDI, CAIDI, CAIFI, ASAI, ASUI, ENS và AENS. Trong đó, thông dụng nhất là các RI (Reliability Index: chỉ số độ tin cậy):

IIII..77..11.. HHệệ ssốố SSAAIIFFII ((TTầầnn ssuuấấtt nnggắắtt đđiiệệnn ttrruunngg bbììnnhh ttrroonngg hhệệ tthhốốnngg)) SAIFI - System Average Interruption Frequency Index (Average Annual Number of Outages - Số lần mất điện trung bình trong năm)

NiNi

servedCustomersonsInterruptiCustomerSAIFI

∑=

∑∑ −

=λ

(36)

iλ : cường độ sự cố

Hiển thị thông tin chi tiết trạng thái các khóa sau khi phân tích.

36

Ni: số khách hàng tại nút thứ i N: Tổng số khách hàng (Interrptions/Customer – số lần/khách hàng)

IIII..77..22.. HHệệ ssốố SSAAIIDDII ((TThhờờii ggiiaann nnggắắtt đđiiệệnn ttrruunngg bbììnnhh ttrroonngg hhệệ tthhốốnngg)) SAIDI - System Average Interruption Duration Index (Average Customer Minutes Outage per year – Thời gian mất điện trung bình trong năm)

NiNU

ServedCustomersDurationsonInterruptiCustomerSAIDI

i∑=

∑∑ −

=.

(37) Ui: Thời gian cắt điện hàng năm (Minutes or Hours/Customer – thời gian/khách hàng)

IIII..77..33.. HHệệ ssốố CCAAIIDDII ((TThhờờii ggiiaann nnggắắtt đđiiệệnn ttrruunngg bbììnnhh mmộộtt vvụụ)) CAIDI - Customer Average Interruption Duration Index (Average Duration of Outage – Thời gian mất điện trung bình một vụ)

∑

∑=

∑ −∑ −

==iNi

iNU

dInterrupteCustomerDurationsonInterruptiCustomer

SAIFISAIDICAIDI

i

λ.

(38) (Minutes or Hours/Interruption – thời gian/vụ)

IIII..77..44.. HHệệ ssốố CCAAIIFFII ((SSốố llầầnn nnggắắtt đđiiệệnn ttrruunngg bbììnnhh ttrrêênn mmộộtt kkhháácchh hhàànngg))

∑ −∑ −

=dInterrupteCustomer

onsInterruptiCustomerCAIFI (39)

(Interruption/Customer Interrupted - Số sự cố/ Trên một khách hàng)

IIII..77..55.. HHệệ ssốố AASSAAII ((MMứứcc đđộộ ccuunngg ccấấpp đđiiệệnn)) ASAI - Average Service Availability Index (Availability of Service – Mức độ cung cấp điện)

8760

8760

×

∑−×==

∑∑

i

ii

NiNUN

DemandServiceHoursCustomerstyAvailabiliServiceHoursCustomerASAI

(40) (ASAI<1) Chỉ tiêu này được biểu diễn dưới dạng phân số của thời gian (thường là phần trăm), nói lên thời gian có điện của khách hàng trong năm hay trong thời gian được định trước.

ENS = Σ La(i)ui Tổng điện năng không được cung cấp bởi hệ thống La(i): công suất tải trung bình tại nút i Ui: thời gian cắt điện hằng năm

Trong bài toán phân tích DRA, PSS/ADEPT chỉ nhấn mạnh ở 4 chỉ số đầu tiên để đánh giá độ tin cậy của một lưới điện.

37

IIII..77..66.. PPhhưươơnngg pphháápp ttíínnhh Trong các công thức nêu trên, N là tổng số khách hàng khảo sát. N có thể là số

khánh hàng của một tuyến đường dây, 1 quận, 1 điện lực khu vực hay của cả Công ty. Khách hàng có thể là từng trạm phân phối hoặc là từng điện kế, tùy mục đích đánh giá.

Ni là số khách hàng bị mất điện trong sự kiện λi.

Giá trị của λi có thể là 1 cho 1 lần mất điện hoặc một số lần nào đó, kể cả số lẻ trong trường hợp thống kê.

Ui là thời gian mất điện của sự kiện đó.

Nếu các thông số được thu thập theo thực tế thì kết quả tính toán chính là các chỉ báo độ tin cậy thực sự của lưới điện. Nếu các thông số là các thống kê thì kết quả tính toán là dự báo. Và nếu so sánh các chỉ số dự báo tương ứng với từng kết cấu lưới và/hoặc vị trí của các thiết bị bảo vệ đóng cắt thì kết quả của công việc chính là thiết kế.

IIII..77..77.. SSửử ddụụnngg mmoodduullee DDRRAA ttrroonngg PPSSSS//AADDEEPPTT Tính toán các chỉ số độ tin cậy phụ thuộc vào các thông số độ tin cậy như tần

suất sự cố và thời gian sử chữa được chỉ định trong từng phần tử trong lưới điện. Các thông số tin cậy này cũng được xem là những thông số của các thiết bị nhánh được quy định trong thư viện cấu trúc hoặc thông số lưới điện. Những thông số tin cậy được chỉ định này được sử dụng để tính toán các chỉ số độ tin cậy cho toàn hệ thống và mỗi vùng bảo vệ. Một vùng bảo vệ bao gồm nhiều thiết bị bảo vệ trên đó.

IIII..77..88.. TTíínnhh ttooáánn cchhỉỉ ssốố ttiinn ccậậyy Để minh họa cho việc tính toán độ tin cậy, hãy xem một ví dụ đơn giản của

lưới phân phối được cho dưới đây:

Lưới phân phối bao gồm 1 Recloser (B1), 3 cầu chì (F1, F2, F3) và 4 nhóm khách hàng (C1, C2, C3, C4). Giả định rằng Re có thiết đặt thông số cho đường cong cắt nhanh. Để cho đơn giản, giả định rằng không có hiện tượng sự cố nào xảy ra trên

38

nhánh và các thiết bị. Các thông số tin cậy của các thiết bị là zero. Do đó, tất cả các chỉ số tin cậy lưới điện là zero. Giả định rằng kW/ mỗi khách hàng theo mặc định là 3.

Giả sử có hiện tượng ngắn mạch xảy ra trên nhánh thứ 9 (line 9, chiều dài 2pu), nơi có tải C2:

Sẽ có những hiện tượng sau xảy ra:

Recloser B1 sẽ tác động với đường cong cắt nhanh để cô lập dòng ngắn mạch, khi đó C1, C2, C3, C4 tạm thời bị ngắt điện

Sự cố vẫn duy trì, cầu chì F2 tác động làm ngắt điện lâu dài cho nhóm tải C2.

Một nhóm công tác được cử đến nơi xảy ra sự cố để khắc phục cho nhóm tải C2 và thời gian sửa chữa tổng cộng là 1 giờ 45 phút

Nếu chỉ có sự cố tại nơi đường dây này thì các chỉ số tin cậy được tính như sau:

SAIFI = 0.17

SAIDI = 0.29

CAIFI = 1.00

CAIDI = 1.75

Giả sử một tháng sau đó, có sự cố ngắn mạch tương tự lúc trước tại nơi nào đó trên Line3 (4pu).

Các hiện tượng xảy ra như sau:

- Recloser B1 sẽ tác động với đường cong cắt nhanh để cô lập dòng ngắn mạch, khi đó C1, C2, C3, C4 tạm thời bị ngắt điện

- Sự cố vẫn duy trì sau hơn 2 lần cắt nhanh và Re B1 mở, gây ra sự cố lâu dài cho các nhóm tải C1, C2, C3 và C4.

39

- Một nhóm công tác được cử đến nơi xảy ra sự cố để khắc phục cho nhóm tải C2 và thời gian sửa chữa tổng cộng là 3 giờ 30 phút

Nếu đây là sự cố duy nhất trên đoạn dây này, tần suất sự cố là 0.25, tổng thời gian sửa chữa là 3.5 giờ. Sự kiện này không gây ảnh hưởng đến tần suất sự cố trong lần trước. Tuy nhiên nó sẽ ảnh hưởng đến các chỉ số tin cậy của lưới điện. Chí số tin cậy sau 2 lần là:

SAIFI = 1.17

SAIDI = 3.79

CAIFI = 1.17

CAIDI = 3.25

Việc phân tích sẽ trở nên phức tạp trong những lưới điện lớn và có nhiều loại thiết bị bảo vệ. DRA được thiết kế để thực hiện việc phân tích tính toán các lưới điện lớn hơn, phức tạp hơn.

IIII..88.. TTíínnhh ttooáánn pphhâânn ttíícchh kkhhởởii đđộộnngg đđộộnngg ccơơ Các mô hình khảo sát cơ bản của chương trình phân tích khởi động động cơ

trong PSS/ADEPT gồm:

IIII..88..11.. NNgguuồồnn Nguồn được mô tả giống như trong phần phân tích ngắn mạch.

IIII..88..22.. MMááyy đđiiệệnn đđaanngg hhooạạtt đđộộnngg Máy điện đang hoạt động được mô tả giống như trong phần phân tích ngắn

mạch, ngoại trừ là luôn dùng tổng trở quá độ.

Khởi động máy điện

40

IIII..88..33.. KKhhởởii đđộộnngg mmááyy đđiiệệnn Khi khởi động động cơ, động cơ đồng bộ được mô hình bởi tổng trở khoá

rotor (locked rotor impedance), thường thì sử dụng tổng trở quá độ. Để mô tả tổng trở khởi động phụ, ta có thể thay đổi giá trị tổng trở trong machine dictionary

Một máy điện không đồng bộ được mô hình bởi tổng trở khoá rotor (locked rotor impedance). Giá trị tổng trở khoá rotor có thể thay đổi trong bảng thuộc tính máy điện không đồng bộ. Khởi động máy biến thế tự điều chỉnh

IIII..88..44.. KKhhởởii đđộộnngg mmááyy bbiiếếnn tthhếế ttựự đđiiềềuu cchhỉỉnnhh Trong PSS/ADEPT, ta có thể chọn cách khởi động động cơ nối tiếp với máy

bíên thế tự đièu chỉnh (khởi động có bù) để hạn chế dòng khởi động, dưới thẻ Start-up của bảng thuộc tính máy điện đồng bộ, chọn chức năng Use autotransformer (check vào hộp kế bên)

Đối với máy điện đồng bộ, tổng trở của máy biến thế được lấy ra từ Machine Dictionary và không thể chỉnh sửa được. Đối với máy điện không đồng bộ, tổng trở khởi động của máy biến thế được điền trực tiếp trong phần cung cấp. Tổng trở máy biến thế đưa ra là 0.65 dvtd.

Giá trị đặt vào thực cho khởi động động cơ nằm trong phần field provided.

41

II.8.4.1. Các phương pháp tính khởi động động cơ Thường sử dụng hai phương pháp khởi động động cơ:

Gia tốc động cơ động và Khởi động động cơ tĩnh.

Cả hai phương pháp được thực hiện mô phỏng trong miền thời gian và đều cho bảng báo cáo ở dạng văn bản và đồ thị.

Mục đích việc khảo sát khởi động động cơ gồm hai phần: Kiểm tra xem có thể khởi động động cơ trong miền hoạt động đó không và xem nó có cản trở các hoạt động của các tải khác trong hệ thống không.

Phương pháp khởi động gia tốc động cơ động và Khởi động động cơ tĩnh khác nhau ở cách ta mô hình động cơ khởi động.

Trong khởi động gia tốc động cơ động, một mô hình động được sử dụng trong suốt toàn bộ tiến trình mô phỏng gia tốc động cơ. Trong khảo sát này, ta cần chỉ định moment tải mà động cơ đó phải kéo.

42

IIII..88..55.. GGiiaa ttốốcc đđộộnngg ccơơ Trong khởi động gia tốc động cơ động, một mô hình động được sử dụng trong

suốt toàn bộ tiến trình mô phỏng gia tốc động cơ. Trong khảo sát này, ta cần chỉ định moment tải mà động cơ đó phải kéo.

Vì có sự khác nhau trong cách mô hình hoá việc khởi động động cơ, ta có thể chọn cách khởi động tĩnh nếu như ta quan tâm đến các tác động của việc khởi động động cơ đến các loại tải khác trong hệ thống hay nếu như số liệu của mô hình động không đầy đủ.

Mặc Khác, nếu ta quan tâm đến thời gian gia tốc thực hoặc động cơ khởi động được hay không, thì ta nên chọn mô hình gia tốc động cơ động (dynamic motor acceleration)

IIII..88..66.. KKhhởởii đđộộnngg đđộộnngg ccơơ ttĩĩnnhh Trong phương pháp khởi động động cơ tĩnh, ta ngầm hiểu rằng động cơ luôn

khởi động thành công. Ta đưa ra thởi gian gia tốc ở 0% và 100% tải và chương trình sẽ tự động nội suy ra thời gian gia tốc dựa trên hai giá trị này.

Trong khoảng thời gian gia tốc, động cơ được mô hình bởi tổng trở locked-rotor, nó thể hiện khả năng mang dòng lớn nhất từ hệ thống và và có tác động to tác nhất đến các tải khác trong hệ thống. Khi đã qua khoảng thời gian gia tốc, động cơ được xem như một tải có công suất không đổi (tính bằng KVA).

43

IIII..88..77.. KKhhởởii đđộộnngg đđộộnngg ccơơ vvớớii kkhhảảoo ssáátt ổổnn đđịịnnhh qquuáá đđộộ Tính toán khởi động động cơ chính là khảo sảt hoạt động của việc khởi động

động cơ và những ảnh hưởng của nó đối với hệ thống, và đơn giản hoá nó bằng các thiết bị khởi động…

Tính toán ổn định quá độ có thể mô phỏng quá trình động cơ khởi động, quan tâm đến các tác động động của toàn hệ thống dưới ảnh hưởng của việc khởi động động cơ.

Sự khác nhau giữa các đối tượng trong hai cách tính toán dẫn đến việc mô hình hoá khác nhau các phần tử trong hệ thống điện, như trong bảng sau:

IIII..88..88.. NNhhữữnngg đđặặcc ttrrưưnngg kkhháácc ccủủaa kkhhảảoo ssáátt kkhhởởii đđộộnngg đđộộnngg ccơơ Nhiều đặc trưng được sử dụng trong khảo sát khởi động động cơ để đơn giản

hoá việc mô hình và phân tích hệ thồng, như:

- Một tải tĩnh có thể đóng vào hay ngắt ra lặp đi lặp lại ở bất cứ thời điểm mô phỏng nào.

- Một động cơ có thể đóng vào hay ngắt ra lặp đi lặp lại ở bất cứ thời điểm mô phỏng nào

- Khóa của động cơ có thể được chỉ định bởi 1 tải riêng hay bus và loại khởi động.

44

Trong quá trình khởi động động cơ, khi đã qua khoảng thời gian gia tốc, động cơ được xem như một tải có công suất không đổi. Mức tải có thể thay đổi theo yêu cầu người sử dụng.

IIIIII.. XXửử llýý ssốố lliiệệuu đđầầuu vvààoo

Xác định công suất tiêu thụ của từng phụ tải là bài toán đầu tiên cần giải quyết cho mọi bài toán tính toán trong lưới điện. Đây cũng là vấn đề được Công ty quan tâm nhằm lựa chọn phương pháp thu thập dữ liệu khả dụng với hiện trạng.

Sau đây em xin trình bày một số phương án thu thập, xử lý dữ liệu phục vụ cho số liệu đầu vào các bài toán tính toán phân tích trong các phần mềm chuyên ngành điện.

IIIIII..11.. CCáácc pphhưươơnngg áánn tthhuu tthhậậpp ssốố lliiệệuu

IIIIII..11..11.. PPhhưươơnngg áánn ccôônngg ssuuấấtt ttiiêêuu tthhụụ ttrruunngg bbììnnhh

III.1.1.1. Giới thiệu Phương án này chủ yếu dựa trên tỷ số giữa công suất lắp đặt của MBT hạ áp

hay điện năng tiêu thụ với đồ thị phụ tải đo được tại phát tuyến trung gian. Hay nói cách khác giả thiết các phụ tải đều có đồ thị phụ tải giống nhau.

III.1.1.2. Công thức tính công suất phụ tải dựa trên điện kế tổng tại trạm hạ thế:

lora

loraitramitram A

tPAtP

)()( =

(41)

Với: Atram i : Tổng điện năng tiêu thụ tại trạm hạ thế i trong tháng

A lộ ra : Điện năng tiêu thụ tại lộ ra trung thế

P(t)Lộ ra : Công suất tiêu thụ tại lộ ra trung thế thời điểm khảo sát

P(t) tram i : Công suất tiêu thụ tại trạm thời điểm khảo sát i

Nếu việc xác định tổng điện năng tiêu thụ tại từng trạm và điện năng tiêu thụ tại lộ ra trung thế là khó khăn, chúng ta có thể áp dụng công thức này theo tỉ lệ công suất lắp đặt của từng máy biến thế với tổng công suất lắp đặt máy biến thế của toàn lộ ra, với giả thiết công suất tiêu thụ tỷ lệ thuận với công suất đặt của trạm biến thế, chi tiết công thức thể hiện ở công thức dưới đây.

III.1.1.3. Nhận xét: Ưu điểm: Tính toán phụ tải nhanh chóng, đơn giản, phù hợp cho các khu công nghiệp lớn hay phạm vi cung cấp tập trung.

45

Nhược điểm: Thực tế do đường dây trung thế cung cấp điện năng trải rộng, qua nhiều khu vực mà tính chất tiêu thụ phụ tải rất khác nhau, nên khi áp dụng công thức (41) làm tổn thất đường dây không chính xác so với thực tế.

IIIIII..11..22.. PPhhưươơnngg áánn ccôônngg ssuuấấtt ttiiêêuu tthhụụ ttrruunngg bbììnnhh bbổổ ssuunngg

III.1.2.1. Giới thiệu Thực chất phương án này hoàn toàn tương tự như phương án trên, tuy nhiên có

thu thập thêm một số đồ thị phụ tải có được tại các Recloser và LBS tại các nhánh rẽ. Áp dụng công thức (41) cho từng nhánh rẽ và các đoạn trục có thông số lấy được từ Recloser.

III.1.2.2. Trình tự phương án: Bước 1: Công suất tác dụng của các trạm biến áp trong khu vực do nhánh rẽ

cung cấp được xác định theo công thức (42) như sau:

renhanh

renhanhtramitrami A

tPAtP

)()( =

(42)

Với: Atram i: Tổng điện năng tiêu thụ tại trạm hạ thế i trong tháng

A nhánh rẽ: Điện năng tiêu thụ tại lộ ra trung thế

P(t)nhánh rẽ: Công suất tiêu thụ tại lộ ra trung thế thời điểm khảo sát

P(t) tram i: Công suất tiêu thụ tại trạm i thời điểm khảo sát

Vì các chỉ số điện năng kế tổng tại các trạm trên cùng một nhánh được ghi theo các phiên lộ trình khác nhau nên để có kết quả chính xác cần có giá trị điện năng kế trong thời gian dài để giảm mức độ ảnh hưởng do sai biệt phiên lộ trình. Tuy nhiên công tác ghi nhận giá trị điện năng tiêu thụ của từng trạm cũng không phải dễ dàng cho từng thời điểm. Vì vậy có thể áp dụng công thức (43) với giả thiết công suất tiêu thụ tỷ lệ thuận với công suất đặt của trạm biến thế.

∑=

= n

iitraïm

reõnhaùnhitraïmitraïm

S

tPStP

1

)()(

(43)

Với: Stram i : Công suất lắp đặt MBA của trạm i

�Stram i: Tổng công suất lắp đặt tại khu vực nhánh rẽ cung cấp

P(t)nhánh rẽ: Công suất tiêu thụ tại lộ ra trung thế thời điểm khảo sát

P(t) tram i: Công suất tiêu thụ tại trạm i thời điểm khảo sát

46

n: số trạm biến áp hạ thế có trên nhánh rẽ

Hệ số công suất của trạm được lấy bằng hoặc cao hơn hệ số công suất đo được tại các nhánh rẽ hoặc lộ ra. Lý do này có thể giải thích như sau: Hầu hết lưới điện hạ thế của các trạm biến thế hạ áp đều dùng cáp ABC có giá trị trở kháng rất bé (0.07 – 0.085 Ohm/km), có nhiều tải tiêu thụ ở từng trạm hạ thế được bù công suất phản kháng, nhưng trở kháng đường dây trung thế cao dẫn đến hệ số công suất trên đường dây trung thế thấp.

Bước 2:

Chạy chương trình các chức năng tính toán của phần mềm.

Bước 3:

Xác định các phụ tải còn lại trên trục chính, có thể xác định từ hiệu của đồ thị tổng đo được tại lộ ra và các đồ thị phụ tải nhánh rẽ theo công thức (41)

III.1.2.3. Nhận xét: Ưu điểm: Chính xác hơn phương án 1, do phạm vi cung cấp của từng nhánh rẽ cho các khu vực không quá lớn, tính chất của đồ thị phụ tải không khác nhau nhiều, vì vậy có thể xem xét đây là một phương án mang tính hiệu quả cao nhất khi cần tính toán nhanh tình trạng lưới điện mà không nhất thiết cần độ chính xác cao.

Nhược điểm: Thực tế không phải đường dây trung thế nào cũng được lắp đặt đủ số bộ ghi dữ liệu có sẵn trong các khoá điện. Đôi khi các Recloser của một số nhà sản xuất chỉ ghi lại được các thông số Imax, hay thời điểm sự cố … chủ yếu phục vụ cho các công tác xác định nguyên nhân sự cố …

IIIIII..11..33.. PPhhưươơnngg áánn xxââyy ddựựnngg đđồồ tthhịị pphhụụ ttảảii ttừừ đđồồ tthhịị pphhụụ ttảảii hhạạ tthhếế cchhuuẩẩnn

III.1.3.1. Giới thiệu Phương án này chủ yếu dựa vào tính chất qui định loại đồ thị phụ tải của trạm

biến thế hạ áp. Các dạng đồ thị được đo đạc trong thời gian dài để có được đồ thị đặc trưng. Việc phân chia các loại trạm biến thế hạ áp có thể dựa vào tỷ lệ thanh toán trên hoá đơn tiền điện. Từ các đồ thị phụ tải chuẩn, năng lượng điện năng tiêu thụ và loại trạm, ta có thể xây dựng được đồ thị phụ tải tại nhánh rẽ hay đoạn trục của bất cứ đường dây trung lế nào.

III.1.3.2. Trình tự phương án Để thành lập các đồ thị phụ tải đặc trưng cho các loại tải trên lưới điện

TP.HCM cần tiến hành thu thập số liệu tại các trạm biến thế hạ áp 15/0.4 kV.

47

Công suất tiêu thụ thường được xác định bằng thực nghiệm thông qua các bộ ghi dữ liệu (data recoder) và từ đó các đồ thị phụ tải được chuẩn hoá thành các đồ thị phụ tải đặc trưng cho từng loại tải.

Bước 1: Xây dựng đồ thị phụ tải đặc trưng

+ Loại trạm: Xác định từ tính chất kinh doanh của trạm thông qua tỷ lệ điện năng tiêu thụ của từng loại hình tiêu thụ điện như đã phân ở phần trước ….

+ Thời gian đo: Vì thời gian đo bị hạn chế từ những yếu tố khách quan như:

Khả năng lưu điện của bộ ghi dữ liệu khi bị mất điện nguồn nuôi

Các yếu tố thời tiết, mức độ an ninh ....

Các đồ thị phụ tải không được ghi trong nhiều ngày (có cả những ngày nghỉ hàng tuần, ngày lễ...).

Bước 2: Các giả thiết và hệ quả cho bài toán xác định công suất nhánh

Đồ thị phụ tải của các trạm có cùng loại tải sẽ có cùng dạng

Đồ thị phụ tải của các trạm nghiên cứu ở trên được xem là các đồ thị đặc trưng

Từ các giả thiết trên, dựa vào điện năng tiêu thụ đo tại điện kế tổng của các trạm, ta có thể xác định được đồ thị phụ tải gần đúng của trạm qua công thức (44) như sau:

i

taiMau

ii P

II

P maxmax

max ⋅= (44)

Với: Imax i : Dòng tải thực tại thời điểm i

Imax mau: Dòng tải có được dựa vào đồ thị phụ tải ứng với thời điểm i

Pitai max: Công suất tiêu thụ thực tế của tải tại thời điểm i

Pi: Công suất tiêu thụ của tải (tại trụ tính toán) thời điểm i

Vì các chỉ số điện năng kế tổng tại các trạm trên cùng một nhánh được ghi theo các phiên lộ trình khác nhau nên để có kết quả chính xác cần có giá trị điện năng kế trong thời gian dài để giảm mức độ ảnh hưởng do sai biệt phiên lộ trình.

Bước 3: Xác định công suất tiêu thụ trên một nhánh rẽ

Áp dụng công thức (43) lần lượt cho tất cả các nhánh rẽ

Xác định đồ thị phụ tải của các trạm trên trục chính bằng công thức (44)

III.1.3.3. Nhận xét: Có thể nói đây là phương án có độ chính xác cao nhất có thể thực hiện được

mà không cần đầu tư thêm bất cứ một thiết bị ghi dữ liệu nào lên lưới.

48

Các đồ thị phụ tải đo được trên các nhánh chủ yếu dùng để kiểm tra mức độ chính xác của tính chất loại tải được xác định trên các hoá đơn thu tiền điện.

Tuy nhiên một nhược điểm hết sức lớn đấy là phải xác định đồ thị phụ tải chuẩn thuần cho từng loại hình tiêu thụ điện như Thương nghiệp, khách sạn, nhà hàng; Quản lý và tiêu dùng dân cư ; Công nghiệp xây dựng …. Thực tế các trạm biến thế hạ áp cung cấp cho nhiều loại hộ tiêu thụ khác nhau. Việc đặt bộ ghi dữ liệu tại các trạm biến thế hạ áp gặp khó khăn trong việc bảo quản, an ninh và số lượng trạm cần khảo sát quá nhiều.

IIIIII..22.. PPhhưươơnngg áánn áápp ddụụnngg Chọn Phương án 2 "Phương án công suất tiêu thụ trung bình bổ sung" để sử

dụng:

IIIIII..22..11.. CCơơ ssởở tthhuu tthhậậpp ssốố lliiệệuu:: Phương án này chủ yếu dựa trên tỷ số giữa Điện năng tiêu thụ và công suất sử

dụng tại các phát tuyến của trạm trung gian để xác định công suất sử dụng trung bình của từng trạm biến thế, có đối chiếu với công suất định mức của từng phụ tải.

Công thức tính công suất sử dụng của từng phụ tải được tính như sau:

P(t)trạmi T = Atrami

Pphát tuyến T = Aphát tuyến

Aphát tuyến = ∑Atrami

Pphát tuyến = ∑ P(t)trạmi

Trong đó:

P(t)trạmi: Công suất sử dụng trung bình tại trạm thứ I

Atrami: Điện năng tiêu thụ tại trạm thứ I

Pphát tuyến: Công suất sử dụng của toàn phát tuyến tại trạm trung gian

Aphát tuyến: Điện năng tiêu thụ của toàn phát tuyến tại trạm trung gian

T: thời gian sử dụng trung bình của toàn phát tuyến, cũng là thời gian sử dụng trung bình của từng trạm trên toàn phát tuyến.

IIIIII..22..22.. TTrrììnnhh ttựự tthhuu tthhậậpp ssốố lliiệệuu

Bước 1: Thu thập bảng công suất đầu nguồn các lộ ra của 9 phát tuyến tại các trạm trung gian do đội Vận hành lưới điện cung cấp, và tính toán ra dòng tải trung bình, max, min của từng tuyến.

49

Bước 2: Thu thập điện năng tiêu thụ của từng phát tuyến (tháng 4/2005) được cung cấp từ Phòng kinh doanh của Điên lực thông qua việc đọc chỉ số điện kế đầu nguồn vào đầu tháng, từ số liệu này tính toán được cosϕtrung bình cho mỗi phát tuyến, từ cosϕtrung bình tính toán được công suất trung bình cho từng phát tuyến.

Bước 3: Thu thập Điện năng tiêu thụ của từng trạm (tháng 4/2005) được cung cấp từ Phòng kinh doanh của Điện lực thông qua tập tin hóa đơn của từng trạm khách hàng và trạm công cộng. Từ số liệu này tính toán được công suất trung bình của từng trạm, trường hợp trên tập tin hóa đơn không có Điện năng phản kháng thì tạm xem cosϕtrungbình của trạm bằng cosϕtrung bình của phát tuyến đó.

IIVV.. ÁÁpp ddụụnngg pphhầầnn mmềềmm PPSSSS//AADDEEPPTT::

IIVV..11.. SSơơ đđồồ áápp ddụụnngg ttrriiểểnn kkhhaaii Sơ đồ áp dụng triển khai PSS/ADEPT như sau:

IIVV..22.. TThhiiếếtt llậậpp tthhôônngg ssốố cchhoo mmạạnngg llưướớii:: Phải thiết lập các thông số trước khi thực hiện vẽ sơ đồ, phân tích hay tính toán

một project. PSS/ADEPT cho phép chúng ta thiết lập thông số một cách độc lập với từng người sử dụng (user profile). Thư viện dây dẫn Construction dictionary (PTI.CON) trong PSS/ADEPT là file định dạng dưới mã ASCCI cung cấp các dữ liệu cho hệ thống như trở kháng, thông số dây, máy biến áp…

Tạo sơ đồ Creating diagrams

Thiết lập thông số mạng lưới Program, network settings

Chạy 8 bài toán phân tích Power System Analysis

BÁO CÁO Reports, diagrams

50

Ta cũng có thể tạo ra những file thư viện dây dẫn, máy biến áp… phù hợp với lưới điện của Việt Nam, các file đó với phần mở rộng là .con. Chúng soạn thảo trong bất kỳ một ứng dụng soạn thảo nào như Word, Notepad, WordPad…

Ta mở hộp thoại Program Settings:

Hình 11 Thiết lập thông số mạng lưới

IIVV..33.. TTạạoo ssơơ đđồồ:: - Vẽ sơ đồ lưới điện cần tính toán vào chương trình PSS/ADEPT.

- Cập nhật số liệu đầu vào cho sơ đồ lưới điện.

IV.3.1.1. Nguồn – Source:

51

Hình 12 Thiết lập thông số nguồn

IV.3.1.2. Tải – Static Load:

Hình 13 Thiết lập thông số tải

Documents

Huong dan su dung PSS/Adept