Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Chương 4 THIẾT KẾ LỌC HÀI CHO NHÀ MÁY KHÍ PHÚ MỸ 1 VÀ KIỂM CHỨNG HIỆU QUẢ

Chương 4 THIẾT KẾ LỌC HÀI CHO NHÀ MÁY KHÍ PHÚ MỸ 1 VÀ KIỂM CHỨNG HIỆU QUẢ

Tải bản đầy đủ - 0trang

Cụ thể trong chương này sẽ sử dụng phần mềm ETAP để kiểm tra hiệu quả lọc cho

2 loại bộ lọc được tính tốn theo quy trình thiết kế đã được xây dựng trong luận văn

là STF và CTF.

4.1.1. Giới thiệu về ETAP

ETAP là một phần mềm tính tốn, phân tích và mơ phỏng hệ thống điện khá mạnh,

sử dụng hữu hiệu trong việc thiết kế, quản lý lưới truyền tải và phân phối, được

cung cấp bởi công ty ETAP có trụ sở tại Califonia, Mỹ.

Xuất phát từ sơ đồ một sợi và đặc tính của các thiết bị trong sơ đồ, có khá nhiều các

cơng cụ trong phần mềm giúp thực hiện các cơng việc:

-



Tính tốn dòng ngắn mạch các nút và trên các thiết bị đóng ngắt, dòng, áp,

hệ số cơng suất các nhánh

Tính tốn và phân tích các trào lưu công suất, cân bằng công suất P, Q

Phân tích các thành phần hài

Tính tốn và phân tích dòng khới động các động cơ lớn

Phân tích ngắn mạch hồ quang trên các thanh cái...



Hình 4.2 Giao diện chính của ETAP



Trong ETAP cũng có sẵn thư viện với các phần tử điển hình trên lưới như MBA,

cáp, tụ, máy cắt...v.v từ các hãng khác nhau, được sử dụng cho việc xây dựng sơ đồ

một sợi.



54



Để phục vụ cho việc kiểm chứng tác dụng của các bộ lọc hài thụ động được thiết kế

trong luận văn này, sẽ sử dụng chức năng phân tích và đánh giá các thành phần hài

của phần mềm.

Chức năng này của ETAP có thể cho các kết quả như:

-



Tổng độ méo vào các thành phần gây ra bởi hài cho dòng và áp các nhánh

Đồ thị dạng sóng trên các thanh cái, các nhánh

Phổ hài trên các thanh cái và các nhánh

Đồ thị tổng trở theo tần số khi sử dụng tính năng quét tần số

4.1.2. Giới thiệu về hệ thống phân phối điện được phân tích và phương án

lọc hài



Hệ thống phân phối điện thuộc xưởng tạo khí, nhà máy khí Phú Mỹ 1, KCN Phú

Mỹ, Huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu.

Hệ thống phân phối gồm có 2 MBA 3MVA và 3,5 MVA, tổ nối dây D/Y11; lấy

điện từ hệ thống điện trung thế 22kV, được cung cấp từ trạm biến áp đầu nguồn

110kV/22kV của nhà máy chính, đặt cách xưởng 1,5 km.

Điện áp được hạ xuống 0.4kV qua MBA T1 để cấp cho các phụ tải hạ áp, chủ yếu là

các máy nén khí cơng nghệ, bơm, quạt và các bộ gia nhiệt.

Các phụ tải này được thể hiện tập trung trên sơ đồ bằng Load 1 và Load 7.

MBA T2 hạ điện áp xuống mức 3,3 kV để sử dụng cho hệ thống chỉnh lưu công

suất lớn, dùng trong công nghệ điện phân tạo khí Hydrogen, và một số máy nén có

động cơ làm việc ở cấp điện áp 3,3 kV.

Hiện tại nhà máy không lắp đặt bất cứ bộ lọc sóng hài nào, chỉ có bộ tụ bù CAP3 =

510 kVar được sử dụng để nâng cao hệ số cơng suất.

Sơ đồ tổng qt của hệ thống như sau:



55



Hình 4.3 Sơ đồ phân phối điện của xưởng



Nguồn hài gây ra chủ yếu là do bộ chỉnh lưu công suất 2 MVA, dùng cầu chỉnh lưu

3 pha loại 6 xung. Đây là loại thiết bị cũ, sản xuất năm 1995 của hãng Electrolytic

(Canada); trong bộ chỉnh lưu khơng có các bộ lọc hài theo tiêu chuẩn mới của các

thiết bị loại này nên các thành phần hài xuất phát từ chỉnh lưu và lan truyền trên

lưới phân phối.

Với loại chỉnh lưu 6 xung, phổ hài sinh ra chủ yếu là các hài bậc 5, 7, 11, 13, 17,

19...theo công thức:

h=k.p±1

Tuy nhiên, biên độ của các hài bậc cao là không đáng kể, chỉ chủ yếu là bậc 5 và 7,

nên để đơn giản khi mô phỏng, ta chỉ xét 2 thành phần này và loại bỏ các thành

phần bậc cao hơn.

Trong 2 thành phần hài gây ra thì thành phần bậc 5 lớn hơn đáng kể, nên ở đây ta sẽ

thiết kế 2 bộ lọc thụ động, 1 CTF và 1 STF để lọc đi thành phần này, chỉ khi kết quả

sau lọc vẫn chưa đạt thì mới cần lọc thêm thành phần bậc 7.

Hai bộ lọc được nối vào Bus3 qua 2 dao cách li SW6 và SW11, tác dụng của từng

bộ lọc sẽ được kiểm tra khi đóng lần lượt các dao này.

4.2. Tính tốn các thơng số của bộ lọc:

Các thông số ban đầu:

S = 2000 kVA, P=1700 kW

56



cosφ 1 = 0,85, cos φ2 = 0,95

H s = 97%.5 = 4,85 (242,5 Hz )



U = 3300V

Qt = P(tang ϕ 2 − tang ϕ1) = 510000 VAr



4.3.1. Tính tốn thơng số bộ lọc loại cộng hưởng đơn (STF)

C-



C,



=



=



o|



3300

= 21,3529 ˜ℎŠ

510000



=



ℎw

C

ℎw − 1 -



=



C,

22,301

=

= 0,948 ˜ℎŠ

4,85

ℎw



=



4.85

21,3529 = 22,301 ˜ℎŠ

4.85 − 1



F=



1

2LHC,



M=



C)

0.948

=

= 3,0178B10c6

2LH

2LH



C)



=



1

= 142,733B10c@ J = 142,733 μJ

2LH22,301

= 3,0178 Š



2LHM 2LH3.0178B10c6

0=

=

= 0,0474 ˜ℎŠ

m

20



4.3.2. Tính tốn thơng số bộ lọc loại C (CTF) tương đương



Với quy trình thiết kế dựa theo STF tương đương đã trình bày ở Chương 3, giá trị

của L lấy theo STF, để cộng hưởng nối tiếp LC xảy ra chính xác tại 50Hz thì

XC(1)=XL(1), giá trị của XL(1) cần được tính tại hs = 5, ta có:



C,

C)



i -



=



=



C,



ℎw

C

ℎw − 1 i -



ℎw



=



4,85

21,3529 = 22,301 ˜ℎŠ

4,85 − 1



Hình 4.4 Cấu hình bộ lọc kiểu C

=



22.301

= 0,8897 ˜ℎŠ

5

57



M=



C)

0,8897

=

= 2,832B10c6

2LH

2LH



Fi =

C,



F=



1

2LHC,

= C)



1

2LHC,

1



=



= 2,832 Š



1

= 142.733B10c@ J = 142,733 μJ

2LH22,301



= 0,8897 ˜ℎŠ

=



1

= 3577,69B10c@ J = 3577,69 μJ

2LH0.8897

1



Kiểm tra tần số cộng hưởng nối tiếp của LC:

J=



2L√MF



=



2L#2,832B10c6 B3577,69B10c@



= 50



š



Như vậy cộng hưởng LC đạt yêu cầu.

1

1 1

Fi . F

= + qêqF =

Fi F F

F − Fi

F =

0=



Fi . F

142,733B10c@ B3577,69B10c@

=

= 149,0708B10c@ J

F − Fi 3577,69B10c@ − 142,733B10c@



m.

20. 3300

=

= 85,41 ˜ℎŠ

ℎ. o510000



Để ngăn chặn các thành phần hài lan trên lưới, bộ lọc hài sẽ được đặt ở Bus 3, gần

với nguồn hài nhất, nhằm rẽ dòng hài trên thanh cái này, không cho lan lên lưới.

4.3. Kiểm chứng hiệu quả của hai loại bộ lọc

4.3.3. Nguồn hài và tình trạng hài trước khi lọc

Vì biên độ các thành phần hài ở các bậc lớn hơn 7 không đáng kể, nên để cho đơn

giản, ở đây ta cắt bỏ ảnh hưởng của chúng, chỉ giữ lại hài bậc 5 và 7 .

Như trên hình ta thấy cả hệ số công suất (0.85), tổng hài và các thành phần hài trên

nhánh Bus3 đều vượt xa tiêu chuẩn cho phép.



58



Hình 4.5 Thơng số của mơ hình bộ chỉnh lưu 6 xung



Hình 4.6 Dòng điện, điện áp và hệ số cơng suất khi chưa có bộ lọc



59



Hình 4.7 Tổng độ méo sóng hài khi chưa có bộ lọc



Hình 4.8 Độ lớn thành phần hài bậc 5 khi chưa có bộ lọc



60



Hình 4.9 Mức độ méo điện áp trên Bus3



4.3.4. Khảo sát hiệu quả của bộ lọc hài kiểu cộng hưởng đơn (STF)



Hình 4.10: Thơng số của STF được mơ phỏng



61



Hình 4.11 Dòng điện, điện áp và hệ số cơng suất khi có bộ lọc STF



Hình 4.12: Tổng độ méo sóng hài khi có bộ lọc STF

62



Hình 4.13. Phổ hài và dạng sóng trên Bus 3 khi có sử dụng STF



Hình 4.14. Đặc tính trở kháng theo tần số của Bus3 khi sử dụng STF



4.3.5. Khảo sát hiệu quả của bộ lọc hài kiểu C



63



Hình 4.15. Thơng số của CTF được mơ phỏng



Hình 4.16. Dòng điện, điện áp và hệ số cơng suất khi có bộ lọc CTF



64



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Chương 4 THIẾT KẾ LỌC HÀI CHO NHÀ MÁY KHÍ PHÚ MỸ 1 VÀ KIỂM CHỨNG HIỆU QUẢ

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×