Vị trí của bạn:
Mạng vòng điện từ là mạng vòng được hình thành bởi các đường dây ở các cấp điện áp khác nhau thông qua mạch điện từ của biến áp. Trong điều kiện bình thường, khi đường dây cấp cao hơn được đưa vào vận hành ban đầu, do mạng lưới cấp cao hơn chưa hoàn chỉnh hoặc chưa đủ vững chắc, cần duy trì khả năng truyền tải điện hoặc đảm bảo cung cấp cho các phụ tải quan trọng bằng cách vận hành mạng vòng điện từ. Khi đường dây cấp cao bị ngắt, sự chuyển dịch tải có thể gây ra sự cố mở rộng và phá vỡ ổn định hệ thống.
Mạng vòng điện từ 220kV/110kV trong nước đã cơ bản hoạt động tách vòng, nhưng mạng vòng điện từ ở cấp 220kV trở lên vẫn còn rất nhiều. Nhiều năm nay, các học giả và chuyên gia đã tiến hành phân tích và thảo luận sâu rộng về mạng vòng điện từ, chỉ ra rằng cần chú ý đến kiểm tra chuyển mạch không có sự cố. Người ta thường cho rằng các nhược điểm và rủi ro của mạng vòng điện từ bao gồm: ① Sau khi hệ thống lưới điện cấp trên bị sự cố, công suất chuyển tiếp dẫn đến quá tải lưới điện cấp dưới, nguyên nhân là do không phù hợp giữa khả năng truyền tải của lưới điện cấp trên và cấp dưới; Sau khi xảy ra sự cố ở lưới điện cấp trên, trở kháng đột ngột tăng lên có thể dẫn đến mất ổn định tạm thời hoặc dao động hệ thống, nguyên nhân là do sự không phù hợp giữa trở kháng của lưới điện cấp trên và cấp dưới;③ Mức độ ngắn mạch trong hệ thống tăng lên, dễ vượt quá giới hạn ngắn mạch ở lưới điện cấp dưới; ④ Cấu trúc mạng không rõ ràng, đặc tính chuyển tiếp dòng điện phức tạp, làm tăng rủi ro sự cố liên chuỗi không thể kiểm soát; ⑤ Tăng khó khăn trong việc chỉnh định bảo vệ và bố trí các biện pháp phòng thủ thứ hai và thứ ba; Nhìn về cấu trúc, mạng vòng điện từ không khác biệt bản chất so với mạng vòng thông thường cùng cấp điện áp. Điểm khác biệt lớn là do sự chênh lệch lớn về trở kháng và khả năng truyền tải giữa lưới điện cấp trên và cấp dưới khiến đặc tính không cân bằng rõ rệt. Một lưới điện có cấu trúc hợp lý và phát huy đầy đủ năng lực thường có đặc tính cân bằng hơn. Với sự phát triển liên tục của hệ thống điện, hình dạng của mạng vòng điện từ ngày càng đa dạng và phong phú, đòi hỏi phải phân tích hệ thống và áp dụng các chiến lược ứng phó khác nhau.
Mạng vòng yếu và mạng vòng mạnh
Dựa vào mức độ mạnh yếu của cấu trúc mạng vòng điện từ, mạng vòng điện từ có thể được chia thành các loại sau: 1) Mạng vòng yếu điển hình Lưới điện cấp trên và cấp dưới đều yếu được xem là mạng vòng yếu điển hình, cấu trúc này có độ ổn định nhiệt và ổn định tạm thời, động lực kém. Khả năng truyền tải của lưới điện cấp trên bị giới hạn nghiêm trọng và không thể giải vòng. Điểm chung với mạng vòng yếu loại I là khi đường truyền cấp trên bị sự cố, dòng điện sẽ chuyển hoàn toàn sang lưới cấp dưới. 2) Mạng vòng yếu kiểu I Lưới điện cấp trên yếu (phát triển không đồng đều) trong khi lưới điện cấp dưới tương đối mạnh có thể được định nghĩa là mạng vòng yếu loại I, vấn đề chính là khi lưới cấp trên gặp sự cố, công suất chuyển sang lưới cấp dưới có thể làm quá tải các phần tử yếu.3) Mạng vòng yếu kiểu II Lưới điện cấp trên mạnh trong khi lưới điện cấp dưới tương đối yếu có thể được gọi là mạng vòng yếu loại II, khi một kênh truyền của lưới cấp trên bị sự cố, dòng điện chủ yếu chuyển trong lưới cấp trên, dòng điện đi qua lưới cấp dưới nhỏ và trở kháng hệ thống không thay đổi đáng kể, rủi ro vận hành bình thường là nhỏ. Tuy nhiên, khi lưới cấp trên đang bảo trì, có thể xuất hiện đặc tính của mạng vòng yếu. 4) Mạng vòng mạnh Lưới điện cấp trên và cấp dưới đều mạnh được gọi là mạng vòng mạnh, khả năng giải vòng thường do quy mô mạng quá lớn hoặc cấu trúc phức tạp, yêu cầu kiểm soát mức ngắn mạch và phòng ngừa rủi ro sự cố lan rộng. Việc giải vòng để làm rõ và tách rời cấu trúc lưới điện là có lợi.
Mạng vòng điện từ đơn giản/hiển nhiên và mạng vòng điện từ phức tạp/ẩn tàng
Mạng vòng điện từ đơn giản có mối liên kết điện từ trực tiếp giữa hai đường truyền cấp trên và cấp dưới, thường xuất hiện giữa hai trạm biến áp cấp trên (hai điểm điện từ), có đường truyền chính cấp trên và đường truyền song song cấp dưới rõ ràng, đặc tính điểm và chuyển dịch dòng điện rõ ràng, như mạng vòng yếu và mạng vòng yếu loại I. báo bóng đá Mạng vòng điện từ phức tạp thường thuộc cấu trúc ẩn, khi đường truyền cấp trên bị sự cố, dòng điện chuyển sang nhiều hướng, thậm chí không có đường truyền chính rõ ràng, đặc tính chuyển dịch dòng điện phức tạp và ẩn, có nhiều điểm điện từ, thuộc mạng vòng điện từ không điển hình.Mạng vòng điện từ kiểu hai cấp và nhiều cấp
Chuyển tiếp dòng điện
Vấn đề phổ biến mà mạng vòng điện từ phải đối mặt là sự chuyển dịch dòng điện sau sự cố làm quá tải lưới cấp dưới. Khi hướng dòng điện của các phần tử lưới cấp trên và cấp dưới giống nhau trước sự cố, sau sự cố hướng dòng điện của lưới cấp dưới sẽ tăng, ngược lại sẽ giảm hoặc đảo chiều, được xác định lần lượt là chế độ dòng điện thuận và ngược. Đối với rủi ro vận hành thực tế, các yếu tố sau cần được chú ý đặc biệt: liên kết mạnh, dòng điện lớn, dự trữ thấp (chế độ thuận).
Do khả năng truyền tải giữa lưới cấp trên và cấp dưới có thể chênh lệch 3-6 lần (ví dụ, tuyến 500kV có thể đạt 1600-3500MW, tuyến 220kV khoảng 200-700MW), đối với mạng vòng yếu có liên kết mạnh, thường bị giới hạn bởi các yếu tố như đầu tư, hành lang, vị trí trạm biến áp, mức ngắn mạch... việc tăng cường lưới cấp dưới để loại bỏ sự ràng buộc của lưới cấp trên không kinh tế hoặc không khả thi, ưu tiên tăng cường lưới cấp trên vừa nâng cao khả năng truyền tải, vừa tạo điều kiện cho việc giải vòng và tối ưu hóa cấu trúc.
Việc tăng cường hoặc tối ưu hóa cấu trúc mạng vòng điện từ mạnh cần được phân tích cụ thể, ví dụ: mạng vòng có thể giải vòng thì không nên tăng cường thêm đoạn liên lạc cấp dưới; mạng vòng đã xác định không giải vòng thì nên tăng cường đoạn liên lạc cấp dưới; mạng vòng có độ cao nên ưu tiên tăng cường lưới cấp trên để giải quyết mâu thuẫn chính; mạng vòng có độ thấp thì nên tập trung kiểm soát mức ngắn mạch, đơn giản hóa cấu trúc mạng, tối ưu phân bố dòng điện. sicbo Đặc tính của mạng vòng ba cấp và hai cấp không có khác biệt cơ bản, nhưng vẫn cần xem xét các rủi ro vận hành bổ sung.
Ổn định và ngắn mạch
Mạng vòng điện từ có nguy cơ mất ổn định chủ yếu là những mạng vòng có liên kết mạnh, đặc biệt là mạng vòng yếu điển hình. Sau khi đường truyền chính cấp trên bị sự cố, chỉ còn lại đường truyền cấp dưới, trở kháng hệ thống tăng gấp 3-5 lần so với trước sự cố, dễ gây mất ổn định góc phần tử; mặt khác, phía nhận mất nguồn hỗ trợ chính, dễ gây mất ổn định điện áp. Khi lưới cấp trên có ít nhất hai đường truyền, sự tồn tại của mạng vòng điện từ làm giảm trở kháng tổng thể của hệ thống, do đó không ảnh hưởng đến ổn định hệ thống, cần phân tích cụ thể cấu trúc mạng.
Yếu tố chính ảnh hưởng đến mức ngắn mạch của hệ thống là quy mô nguồn điện và trở kháng mạng. Sự tồn tại của mạng vòng điện từ làm giảm trở kháng ngắn mạch của hệ thống, nhưng không phải là yếu tố quyết định. Đối với lưới cấp dưới có khoảng cách điện dài và liên kết không chặt chẽ, hiệu quả của việc giải vòng để giảm mức ngắn mạch thường chỉ đạt từ 0,5 đến 3,0kA; ngược lại, đối với lưới cấp dưới có liên kết điện rất chặt chẽ, hiệu quả giải vòng có thể đạt từ 3 đến 6kA hoặc cao hơn, đặc biệt với trường hợp hai trạm 500kV nối trực tiếp phía trung áp, sau khi giải vòng, dòng ngắn mạch tại phía trung áp của hai trạm có thể giảm hơn 10kA. Ngoài ra, mạng vòng điện từ ảnh hưởng nhỏ đến mức ngắn mạch của lưới cấp trên.
Sự thay đổi cấu trúc mạng vòng điện từ
Giải pháp cơ bản để loại bỏ rủi ro vận hành của mạng vòng điện từ là thực hiện giải vòng lưới điện, ví dụ như lưới 110kV chủ yếu có cấu trúc cung cấp theo chuỗi và hình xuyến. Tuy nhiên, do lưới siêu cao áp có dung lượng truyền tải lớn và yêu cầu độ tin cậy cao, mạng vòng điện từ sẽ vẫn tồn tại trong một thời gian dài, nhưng sẽ được phân mảnh để cấu trúc trở nên đơn giản và rõ ràng hơn. Nguyên tắc chung là mỗi khu vực phải có ít nhất ba máy biến áp liên lạc, và có ít nhất ba đường dây liên lạc cấp trên với khu vực bên ngoài (đảm bảo cung cấp điện trong chế độ bảo trì).
Cấu trúc "tay cầm tay" giữa hai trạm cấp trên (hoặc ba trạm, tùy vào mức độ liên kết và phạm vi cung cấp của lưới cấp dưới) vẫn là mạng vòng điện từ, nhưng cấu trúc đơn giản và rõ ràng, thường mỗi trạm có hai máy biến áp chính là thích hợp (số lượng máy biến áp quá ít ảnh hưởng đến khả năng cung cấp, số lượng quá nhiều thì mức ngắn mạch phía trung áp dễ vượt quá giới hạn), có thể đáp ứng tốt nhu cầu kiểm soát ngắn mạch và khả năng cung cấp. báo bóng đá Nhưng yêu cầu là các đường dây liên lạc trong khu vực phải có đủ khả năng trao đổi công suất. Nếu các trạm biến áp cấp trên không nối trực tiếp, thì không còn là mạng vòng điện từ nữa hoặc là mạng vòng điện từ ẩn.
Cấu trúc "tay cầm tay" đơn trạm chỉ có một trạm biến áp cấp trên, nhưng do yêu cầu kiểm soát ngắn mạch, thanh cái trung áp được vận hành phân đoạn, về mặt hình thức loại bỏ mạng vòng điện từ, nhưng vẫn cần xem xét điều khiển chuyển dịch dòng điện của lưới cấp dưới sau khi một máy biến áp liên lạc bị ngắt. Cấu trúc này thường được sử dụng cho lưới phân vùng có diện tích cung cấp nhỏ, nếu không sẽ dẫn đến khoảng cách cung cấp quá dài; đồng thời, do rủi ro mất toàn bộ trạm, độ tin cậy cung cấp điện tương đối thấp.
Cấu trúc cấp điện là dạng mở của mạng vòng điện từ, không có liên kết điện từ, nhược điểm là làm giảm độ tin cậy cung cấp điện, đặc biệt là trong chế độ bảo trì thanh cái cần có đủ đường dây liên lạc dự phòng để đảm bảo cung cấp điện, thích hợp cho lưới phân vùng có quy mô và diện tích nhỏ; do các trạm biến áp cấp dưới không có khả năng trao đổi công suất, có thể cần thiết bị dự phòng cao hơn.
Trên thực tế, cấu trúc cấp điện khá hiếm gặp và thường phát triển thành các cấu trúc cung cấp khác. Một cấu trúc được khuyến khích là cấu trúc "tay cầm tay" đơn trạm kiểu đối xứng, tức là khi số lượng máy biến áp chính tại trạm tăng lên, thanh cái trung áp được vận hành tách nhau, mỗi trạm con sau đó kết nối với các trạm con khác thông qua thanh cái tách nhau, đây vừa là do yêu cầu kiểm soát ngắn mạch, vừa tăng tính linh hoạt trong việc điều chỉnh cấu trúc mạng, thích nghi tốt với sự phát triển của lưới điện.
Kiểm soát chuyển tiếp dòng điện của mạng vòng điện từ
1. Biện pháp kiểm soát trước
Vấn đề chính trong vận hành mạng vòng điện từ thực tế là chuyển dịch và kiểm soát dòng điện. Đối với sự cố không lan truyền, cần kiểm soát để công suất tác dụng của bất kỳ phần tử nào trong lưới cấp dưới sau sự cố không vượt quá giá trị cho phép. Coi gần đúng rằng đặc tính chuyển dịch công suất tác dụng trước và sau sự cố là tuyến tính, do cấu trúc mạng quyết định. Đối với sự cố lan truyền (bao gồm cả các biện pháp cắt dây, cắt biến áp chủ động sau sự cố), kiểm soát dòng điện có thể sử dụng phương pháp cộng chồng để xác định giới hạn kiểm soát chế độ.
Do đặc tính chuyển dịch công suất tác dụng thực tế không tuyến tính, sai số trong tính toán sau sự cố lan truyền sẽ dần tăng lên, đặc biệt khi dòng điện chính cấp trên thay đổi mạnh và khả năng truyền tải của các phần tử cấp dưới chênh lệch lớn có thể gây ra nguy cơ cho lưới điện. Đối với tình huống này, một phương pháp trung hòa và dễ thực hiện hơn là tính toán giới hạn kiểm soát chế độ theo từng cấp.
Đối với mạng vòng điện từ đơn giản, đặc tính chuyển dịch dòng điện dễ phân tích; đối với mạng vòng điện từ phức tạp, đặc biệt là có nhiều điểm, phân tích chuyển dịch dòng điện có thể kết hợp với đường truyền chính sau sự cố của đường truyền cấp trên: thông qua sự thay đổi công suất xuống lưới của biến áp liên lạc (điểmp), có thể xác định được phân bố chính của chuyển dịch dòng điện, từ đó tìm ra các phần tử lưới cấp dưới cần kiểm soát dòng điện, nâng cao hiệu quả điều khiển vận hành.
2. Biện pháp ổn định dựa trên điều khiển tách biệt
Ngoài các biện pháp ổn định cắt máy phát và cắt phụ tải, trong vận hành thực tế, để đạt được kiểm soát dòng điện hiệu quả với chi phí nhỏ, đã đề xuất các biện pháp ổn định kiểu giải ghép (thời gian ngắn), trọng tâm là giải điều khiển, ngăn chặn lan truyền, cân bằng dòng điện, nâng cao ổn định tổng thể của hệ thống, thường được áp dụng trong mạng vòng điện từ có dòng điện lớn, liên kết mạnh và cấu trúc vững chắc: do dòng điện qua lưới cấp dưới lớn sau sự cố đường truyền chính, các biện pháp ổn định thông thường thường khó thực hiện, hiệu quả kém hoặc gây ra vấn đề ổn định mới, trong khi việc cắt các phần tử liên lạc quan trọng có thể đạt được hoặc gần đạt được giải lưới điện cấp trên và cấp dưới hoặc tối ưu phân bố dòng điện.
