Luận án Nghiên cứu nâng cao chất lượng điện năng mạng 6KV mỏ lộ thiên vùng Quảng Ninh

ụ tính toán độ lệch điện áp và đề 
xuất giải pháp cải thiện chất lượng điện áp ở chế độ tĩnh. 
Chương 4: Nghiên cứu đề xuất giải pháp nhằm hạn chế ảnh hưởng của 
sóng hài. 
 Chương 1 
 TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG 
1.1 Khái quát chung về chất lượng điện năng 
1.1.1Những tiêu chuẩn và yêu cầu về chất lượng điện năng 
 • Những chỉ tiêu chất lượng điện năng được phân thành hai nhóm 
 chính: Những chỉ tiêu thuộc về tần số và những chỉ tiêu thuộc 
 về điện áp. Với lưới trung áp của Việt Nam, Điều 15 Nghị định 
 137/2013/NĐ-CP [16] của Chính phủ quy định Trong điều kiện 
 bình thường, độ lệch điện áp cho phép trong khoảng ± 5% so 
 với điện áp danh định của lưới điện và được xác định tại vị trí 
 đặt thiết bị đo đếm điện hoặc tại vị trí khác do hai bên thỏa 
 thuận. Đối với lưới điện chưa ổn định sau sự cố, độ lệch điện áp 
 cho phép từ +5% đến -10%;”. Về sóng hài Theo IEC 61000 
 [72], với lưới trung áp biến dạng riêng rẽ của từng thành phần 
 hài không được vượt quá 3% và tổng méo sóng hài không được 
 vượt quá 5%. 
 45
 7
1.1.2. Những giải pháp cơ bản để đánh giá và cải thiện chất lượng 
điện năng 
1.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới về chất lượng điện năng. 
1.2.1 Những nghiên cứu về độ lệch điện áp và độ dao động điện áp. 
 Độ lệch điện áp, độ dao động điện áp là những tham số phụ 
thuộc cơ bản vào: cấu trúc lưới, thông số các phần tử chính trong khâu 
truyền tải (đường dây, máy biến áp), phụ thuộc điện áp nguồn, đặc điểm 
của phụ tải [63], [105], [115]. Những thiết bị được xem là quan trọng và 
cần ổn định điện áp đầu vào, có điện áp được cải thiện bằng cách bù 
song song hoặc nối tiếp. 
1.2.2 Những nghiên cứu về sóng hài 
 Những nghiên cứu về sóng hài dòng điện tập trung chủ yếu ở 
cấp điện áp trung và hạ áp và tập trung vào: 
+ Nguồn phát sinh sóng hài trên lưới điện; 
+ Ảnh hưởng của sóng hài tới sự vận hành bình thường của lưới điện 
cũng như các phần tử trên lưới; 
+ Biện pháp giảm thiểu ảnh hưởng của sóng hài tới hệ thống điện. 
Những tác động tới hệ thống bảo vệ rơle 
 Đối với hệ thống rơle kỹ thuật số, những tổng hợp của nhóm 
chuyên gia Steven A.Kunsman [47] đã chỉ ra rằng: Sự biến dạng của 
dạng sóng điện áp và dòng điện trên lưới điện trung áp sẽ có ảnh hưởng 
khác nhau tới hệ thống bảo vệ rơle. Với các rơle kỹ thuật số áp dụng các 
giải pháp kỹ thuật trong lọc sóng hài, chúng có thể làm việc tin cậy ngay 
cả khi trong lưới điện có sóng hài. Các rơle kỹ thuật số sử dụng phương 
pháp lọc số sẽ miễn nhiễm với các thành phần sóng hài bậc cao. 
Những ảnh hưởng tới máy biến áp 
 Tác động chủ yếu của các sóng hài bậc cao tới các máy biến áp là hiệu 
ứng phát nóng phụ trên cách điện và trong lõi thép của máy biến áp và 
sinh ra nhiệt lượng làm giảm tuổi thọ của máy biến áp. 
 6
 8
Hình 1.20: Hệ số suy giảm tương ứng với độ méo của sóng hài [56] 
 a) Theo O.E. Gouda [64] b) Theo Mohammad Yazdani-Asrami [94] 
 Hình 1.18: Sơ đồ mô phỏng tính toán độ tăng nhiệt độ của lớp dầu trên 
 bề mặt máy biến áp khi mang tải là không sin 
Những ảnh hưởng của sóng hài tới các bộ tụ bù tĩnh 
 IEEE standard 18-1992 [71] đã quy định nghiêm ngặt khi vận 
hành các tụ bù tĩnh trên các trạm biến áp trung gian, cụ thể: 
 - Đối với các đại lượng định mức của các bộ tụ bù: 
 + Chỉ cho phép vận hành với điện áp cực đại 1,1Uđm; 
 + Chỉ cho phép vận hành với điện áp cực đại 1,2 U đỉnh 
 + Chỉ cho phép vận hành với dòng điện cực đại 180% Iđm; 
 + Công suất phản kháng tối đa được phát là 135% Qđm; 
 - Đối với các giới hạn thời gian: 
 + Điện áp cực đại chịu được 2,2 lần Uđm trong 0,1s; 
 + Điện áp cực đại chịu được 2,0 lần Uđm trong 0,25s; 
 + Điện áp cực đại chịu được 1,7 lần Uđm trong 1s; 
 79
 + Điện áp cực đại chịu được 1,4 lần Uđm trong 15s; 
 + Điện áp cực đại chịu được 1,3 lần Uđm trong 1 phút; 
 + Điện áp cực đại chịu được 1,25 lần Uđm trong 30 phút; 
1.3 Tình nghiên cứu trong nước về chất lượng điện năng 
1.4 Tổng kết chương 1 
 Từ chương 1 có một số nhận xét sau: 
- Các công trình nghiên cứu về chất lượng điện năng chủ yếu tập trung 
nghiên cứu các chỉ tiêu thuộc độ lệch điện áp, độ dao động điện áp và 
dạng không sin của đường cong điện áp. 
- Một số công trình đã nghiên cứu và thành lập các hệ số tải để đưa vào 
các tính toán độ lệch điện áp. 
- Những ảnh hưởng của sóng hài tới hệ thống điện được nghiên cứu khá 
đầy đủ và phong phú. Sóng hài dòng điện sẽ gây phát nóng và giảm tuổi 
thọ vận hành của các máy biến áp. Những ảnh hưởng này mang tính dài 
hạn Thứ ba, hiện tượng cộng hưởng khi có mặt các bộ tụ bù công suất 
phản kháng trên lưới có thể phá hủy tức khắc các thiết bị này trong thời 
gian rất ngắn. Do vậy cần có giải pháp để hạn chế và triệt tiêu những 
ảnh hưởng này. 
 Chương 2 
 KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG LƯỚI 6KV CÁC MỎ 
 LỘ THIÊN QUẢNG NINH 
2.1 Tổng quan về lưới điện 6kV các mỏ lộ thiên Quảng Ninh 
- Điện năng tiêu thụ ở các mỏ lộ thiên chiếm tỷ trọng ở mức cao. 
 - Suất tiêu hao điện năng ở các mỏ trong những năm gần đây có sự thay 
đổi không lớn, một phần do sản lượng của các mỏ khá ổn định. 
- Phụ tải tiêu thụ đáng kể điện năng ở các mỏ là hệ thống bơm thoát 
nước, các máy xúc điện, máy khoan. 
- Ở các mỏ sử dụng phổ biến các thiết bị biến đổi điện tử công suất làm 
ảnh hưởng tới chất lượng điện năng trong toàn bộ lưới điện. 
 8
 10
2.2 Mô hình hóa các phần tử của lưới để phục vụ công tác khảo sát 
đánh giá chất lượng điện năng 
2.2.1 Mô hình hóa đường dây truyền tải điện năng 
 Qua so sánh đáp ứng điện áp bằng sơ đồ mô phỏng trên hình 2.5 
và kết quả thu được trên hình 2.6, 2.7 lựa chọn sơ đồ thay thế hình π do 
có đáp ứng tổng trở ổn định nhanh hơn. 
 a) Khi không tải b) Khi có tải 
Hình 2.6: Đáp ứng điện áp pha của hai loại sơ đồ thay thế ĐDK 
2.2.2 Các máy biến áp ba pha 
2.2.3 Mô hình hóa các động cơ không đồng bộ 6kV 
2.2.4 Mô hình hóa động cơ đồng bộ 6kV: Sơ đồ mô phỏng động cơ 
cho ở hình 2.18 và 2.20 
 Hình 2.18: 
 Sơ đồ mô 
 phỏng khối 
 rotor và 
 stator trong 
 hệ trục dq0 
2.2.5 Mô phỏng biến tần và khởi động mềm 
2.2.5.1 Mô phỏng biến tần 
 9
 11
a) Dòng điện stator b) Từ thông tổng c)Điện áp 
 Hình 2.20: Các kết quả mô phỏng 
Hình 2.23: Các trạng thái đầu ra Qi Hình 2.24: Sơ đồ mô phỏng hệ 
của bộ phát PWM dùng cho biến tần biến tần-động cơ 
2.2.5.2 Mô phỏng các bộ khởi động mềm 
 Trong quá trình khởi động, dòng điện ba pha phía stator của động 
cơ được đưa vào mạch phản hồi dòng điện, dòng điện10 này sẽ được sử dụng 
để điều khiển góc mở của bộ SCR [104], [115], [135]. Nguyên lý này giúp 
làm giảm ảnh hưởng của dòng điện khởi động tới động cơ. 
 Hình 2.25: Mô phỏng khởi 
 động mềm 
 10
 12
2.3.1 Khảo sát độ lệch điện áp 
 Qua các kết quả tính toán nhận thấy rằng: 
- Ở một số khởi hành có chiều dài lớn, phụ tải phân nhánh độ lệch điện 
áp vượt quá giới hạn 5% cho phép. 
- Giờ trung điểm và thấp điểm, về cơ bản chất lượng điện áp của lưới 
6kV là đảm bảo. 
2.3.2 Khảo sát sóng hài trên lưới 6kV các mỏ lộ thiên 
 Một số kết quả đo thực nghiệm về dạng sóng hài dòng điện do 
biến tần trực tiếp và gián tiếp trên lưới 6kV được cho ở hình 2.36 
 a)Điện áp ba pha b) Dạng sóng dòng điện 
Hình 2.36: Dạng sóng dòng áp ba pha đo sau biến tần hạ áp Cọc Sáu 
2.4 Kết luận chương 2 
* Về sử dụng mô hình mô phỏng trong khảo sát đánh giá chất lượng 
điện năng lưới 6kV 
- Việc tiến hành mô phỏng trên môi trường Matlab cho phép khảo sát, 
đánh giá được đầy đủ và toàn bộ các chỉ tiêu chất lượng điện áp của lưới 
6kV. Những mô phỏng, đánh giá đã được so sánh với các kết quả đo 
thực nghiệm một lần nữa minh chứng tính đúng đắn của phương pháp 
lựa chọn trình bày trong chương này. 
* Về chất lượng điện áp ở chế độ tĩnh: Một số khởi hành trên lưới 6kV 
hiện đang có sự vi phạm về độ lệch điện áp cũng như tổn hao điện áp. 
* Về sóng hài dòng điện: 
 - Hầu hết các kết quả mô phỏng đều cho thấy THD trên các điểm nút 
PCC của lưới đều vượt quá giới hạn tổng méo sóng hài cho phép 5%. 
 11
 13
Các biến tần hạ áp, mặc dù đã được bố trí các bộ lọc và được lấy điện 
gián tiếp qua máy biến áp có cuộn hạ áp đấu tam giác nhưng vẫn sinh ra 
sóng hài có phổ hài bậc 5, 7, 9, 11 
 a) Phổ dòng điện hài b) Phổ điện áp hài 
Hình 2.39: Phổ sóng hài của máy biến áp biến tần hạ áp mỏ Cao Sơn 
 -Các kết quả đo thực nghiệm trên các hình 2.36 tới 2.39 vào 
các thời điểm khác nhau trên lưới (từ 9h03 tới 9h35-hình 2.39) cho thấy 
có vi phạm về sóng hài, đòi hỏi cần đánh giá đầy đủ về nguy hại và ảnh 
hưởng của chúng đối với sự vận hành bình thường của các trang bị điện 
quan trọng 
 Chương 3 
 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÔNG CỤ TÍNH TOÁN ĐỘ 
 LỆCH ĐIỆN ÁP VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI THIỆN CHẤT 
 LƯỢNG ĐIỆN ÁP Ở CHẾ ĐỘ TĨNH 
3.1 Khái quát chung 
3.2 Nghiên cứu xây dựng công cụ tính toán độ lệch điện áp 
3.2.1 Ứng dụng ma trận Jacobian xây dựng công cụ tính toán độ 
lệch điện áp lưới trung áp 6kV các mỏ lộ thiên 
 Phương trình dạng ma trận để tính điện áp tại một nút bất kỳ 
trong hệ thống điện 6kV gồm 4 nút như phương trình (3.12). Nghiệm 
của phương trình dạng ma trận (3.12) sẽ được giải nhờ quá trình lặp như 
vòng lặp trong lưu đồ thuật toán hình 3.4. 
 Ở dạng tổng quát, công thức tổng quát ở bước thứ k+1 dùng 
tính biên độ điện áp và góc pha của một nút bất kỳ trong lưới 6kV là: 
 1214
 (k + 1) (k ) (k )
 δi = δi + Δ δ i (3.15) 
 ⎛ Δ |V |()k ⎞
|VVVV |(k+ 1)= | | (k ) +Δ | |()()k = | |k ⎜ 1 + i ⎟ (3.16) 
 i i i i ⎜ ()k ⎟
 ⎝ |Vi | ⎠
 (3.12) 
3.2.2 Ứng dụng thuật toán biến đổi ma trận Jacobian để tính toán 
lựa chọn đầu phân áp trong các trạm biến áp chính 35/6kV của mỏ 
nhằm cải thiện độ lệch điện áp 
 Sơ đồ tổng quát của lưới điện 6kV từ nguồn cho tới các phụ tải 
ở xa nhất được cho trên hình 3.3. 
 Hình 3.3: Sơ đồ tổng quát tính toán lựa chọn đầu phân áp lưới 6kV 
Để đảm bảo chất lượng điện áp, độ lệch điện áp tại C và D (ΔVC và ΔVD) 
ở cả chế độ tải cực đại và chế độ tải cực tiểu phải thỏa mãn hệ bất 
phương trình (3.33): 
 − +
 ⎪⎧δVVVstd ≤ ΔC ≤ δ std
 (3.33) 
 ⎨ − +
 ⎩⎪δVVVstd ≤ ΔD ≤ δ std
 Thay ΔVC và ΔVD ở (3.33) bằng các giá trị ở (3.32) và thực hiện 
biến đổi toán học tương đương, điều kiện để lựa chọn đầu phân áp tại 
 13
 15
các trạm biến áp 35/6kV của mỏ nhằm đáp ứng chất lượng điện áp ở cả 
hai chế độ cực đại, và cực tiểu là: 
 − +
δVVVVVVVVstd + Δ35kV + Δ6kV −δITT ≤ δMS. ≤ δ std + Δ35kV −δ ITT 
 Kết hợp phương trình trên và các phương trình (3.23) đến (3.26) 
thu được lưu đồ thuật toán tính toán lựa chọn đầu phân áp tại các trạm 
biến áp 35/6kV như trên hình 3.4 Minh họa chi tiết thư viện công cụ, 
tính độ lệch điện áp, cũng như kết quả lựa chọn đầu phân áp được thể 
hiện trên các hình 3.6, 3.7. 
Hình 3.6: Thư viện đường Hình 3.7: Kết quả tính toán lựa chọn đầu 
dây, và kết quả tính toán phân áp dựa vào độ lệch điện áp đã tính 
tổn ΔU khởi hành 9 mỏ 
Cọc Sáu 
3.3 Một số kết quả tính toán 
3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng một số phụ tải đặc thù tới độ lệch điện 
áp lưới 6kV 
 Dưới đây sẽ tiến hành mô phỏng và so sánh kết quả mô phỏng 
với các kết quả đo thực nghiệm để có thể phản ánh ảnh hưởng của chế 
độ làm việc ở các máy xúc điện tới quá trình tính toán độ lệch điện áp 
trên các khởi hành 6kV. 
3.4.1 Đặt vấn đề 
3.4.2 Nghiên cứu xác định hệ số thực nghiệm phản ánh quan hệ phụ 
thuộc giữa số lượng máy xúc và độ lệch điện áp trên lưới 6kV 
 14
 16
Gọi n là số máy xúc đấu vào khởi hành, thấy rằng hệ số suy giảm khi kể 
tới ảnh hưởng của các máy xúc có thể được tuyến tính hóa dưới dạng 
hàm theo phương pháp bình phương cực tiểu được cho như biểu thức 
3.35. 
 l xt = (0,0301× n + 0,033)± 0,00321 (3.35) 
 Tính các giá trị: 
 (k) (k)
 * Pi calcvà Qi calc theo (3.2) và (3.3) 
 (k) (k)
 * Các hiệu chỉnh ∆Pi và ∆Qi theo các 
 biểu thức (3.10), (3.11) và (3.4), (3.5) 
 Giải các phương trình (3.13) 
 và (3.14) để tính các hiệu 
 (k) (k) (k)
 chỉnh ∆δi và ∆|Ui| /|Ui| 
 (k + 1) (k ) ()k
 δi := δi + Δ δ i
 ⎛ ΔU ()k ⎞ 
 |UU |(k + 1) := | |()k ⎜ 1 + i ⎟
 i i ⎜ ()k ⎟
 ⎝ |U i | ⎠
 Tính δM.S = k×a% 
 NM≤
 15
 17
 Hình 3.4: Lưu đồ thuật toán tính toán lựa chọn đầu phân áp tối ưu cho 
 lưới điện 6kV các mỏ lộ thiên, nhằm cải thiện chất lượng điện áp 
 Các đại lượng kiểm chứng tính phù hợp và chính xác toán học 
của phương trình 3.35 được cho ở phụ lục 12. Hệ số hiệu chỉnh được 
tính toán ở trên được đưa vào công cụ phần mềm đã xây dựng ở trên, kết 
quả chi tiết được thể hiện trên hình 3.17 và 3.18 
Hình 3.18: Kết quả tính toán độ lệch điện áp khi chưa kể (a) và có kể tới 
 hệ số lxt(b) 
Hình 3.10: Kết quả mô phỏng P Hình 3.11: Kết quả mô phỏng 
một pha máy xúc mỏ Cao Sơn P ba pha máy xúc mỏ Cọc Sáu 
 Active power metter real-tiem measument of PCC nodes in Coc Sau
 1.500.000,00
 1.000.000,00
 500.000,00 Pa
 Pb
 P(kW) 0,00 Pc
 Time
 -500.000,00 (s)
 -1.000.000,00
 time(s)
 Hình 3.13: Kết quả đo công suất tác dụng ba pha mỏ Cọc Sáu 
 16
 18
3.5 Kết luận chương 3 
 - Xây dựng hoàn chỉnh mô hình tổng dẫn Ybus có tính tới các 
đặc điểm của lưới điện 6kV các mỏ lộ thiên như: bỏ qua các dung dẫn 
ngang trục, trong mạng chỉ gồm các nút phụ tải, không có nút slack, các 
nút có các máy phát điện đồng bộ làm việc quá kích thích được coi là 
các nguồn cục bộ. Dựa trên mô hình tổng dẫn này có thể xác định được 
độ lệch điện áp và tổn hao điện áp thuận lợi. 
 - Từ lưu đồ thuật toán trình bày trên hình 3.3 có thể xây dựng 
được công cụ tính toán tổn hao điện áp, độ lệch điện áp một cách nhanh 
chóng. Công cụ được xây dựng đảm bảo tính tổng quát, tính toán thuận 
tiện nhờ các thư viện máy biến áp và đường dây sẵn có. Khi cấu trúc 
lưới thay đổi có thể dễ dàng thành lập được sơ đồ tính toán của lưới, 
khắc phục được hạn chế phải khai báo quá nhiều tham số khi sử dụng 
Matlab-Simulink 
 - Khắc phục vi phạm độ lệch điện áp và tổn hao điện áp ở chế 
độ tĩnh không cần can thiệp sâu vào cấu trúc lưới nhờ thuật toán lựa 
chọn đầu phân áp (hình 3.6) ở cả chế độ cực đại và chế độ cực tiểu của 
phụ tải, đưa độ lệch điện áp ở cuối các khởi hành trong giới hạn cho 
phép là ±5%. 
 - Xác định được công thức thực nghiệm (công thức 3.35) thể 
hiện quan hệ phụ thuộc giữa hệ số suy giảm với số lượng máy xúc đấu 
vào khởi hành. Công thức thực nghiệm “nhúng” vào công cụ tính toán 
đã xây dựng, cho phép tính được chính xác giá trị tổn hao điện áp trong 
mạng khi có sự tham gia của những phụ tải đặc thù là các máy xúc 
EKG. Đây là điểm khác biệt của công cụ được xây dựng so với các công 
cụ tính toán độ thông số chế độ khác. 
 17
 19
 Chương 4 
 NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NHẰM HẠN CHẾ 
 ẢNH HƯỞNG CỦA SÓNG HÀI 
4.1 Đặt vấn đề 
4.2 Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của sóng hài tới sự làm việc 
bình thường của các bộ tụ bù công suất phản kháng trong lưới 6kV 
4.2.1 Xây dựng vùng vận hành an toàn của bộ tụ bù công suất phản 
kháng trên thanh cái 6kV trạm biến áp 35/6kV 
 Giới hạn điện áp, dòng điện, dung lượng khả phát của các bộ tụ 
trung áp 6kV được cho bởi 
 ∞ ∞
 2 2 ⎛ ⎞
 VV+ ⎜ V 2 ⎟
 V 1 ∑ h V ∑ h
 rms = h=2 = 1 1+ ⎜ h=2 ⎟ (4.6) 
V V V ⎜V 2 ⎟
 rms rated rms rated rms rated ⎜ rms rated ⎟
 ⎝ ⎠
 2
 ∞
 I rms f1 Vrms 2 ⎛ Vh ⎞
 = . . 1+∑ (h − 1)⎜ ⎟ (4.7) 
 I rms rated f rated Vrms rated h=2 ⎝Vrms ⎠
 Q f V 2 ⎡ ∞ V 2 ⎤
 1 .rms 1 (h 1) h (4.8) 
 = 2 ⎢ +∑ − 2 ⎥
Qrated f rated Vrms rated ⎣ h=2 Vrms ⎦
 Sử dụng các phương trình toán học nói trên kết hợp với lập trình 
trên Matlab, thu được kết quả như hình 4.7. Giới hạn này được ứng 
dụng để đưa vào lập trình trong Matlab kết quả thu được họ đặc tính 
biểu diễn vùng vận hành an toàn của các bộ tụ bù công suất phản kháng 
như hình 4.8. 
 Vùng vận hành an toàn này được xây dựng dựa trên nguyên lý 
đảm bảo khi có sóng hài, điện áp ngược đặt vào điện môi, cũng như 
nhiệt độ cực đại (thể hiện thông qua dung lượng khả phát của tụ) và 
dòng điện rò ngược không vượt quá các giới hạn chịu được của các bộ 
tụ. Trong trường hợp có sóng hài, tương ứng với bậc của sóng hài những 
đặc tính này sẽ giúp đảm bảo an toàn vận hành nhờ xác định điện áp, 
dòng điện, dung lượng khả phát so với các đại lượng định mức của tụ. 
 1618
 20
 Hình 4.7b: Các kết quả 
 tính toán thời gian vận hành 
 của tụ khi có các sóng hài 
 trong lưới trung áp 6kV 
 Hình 4.8: Vùng 
 vận hành an toàn 
 của tụ điện khi có 
 sóng hài trong 
 lưới trung áp 6kV 
 các mỏ lộ thiên 
 Việt Nam 
4.2.2 Xây dựng đặc tính tránh cộng hưởng song song khi có các sóng 
hài trong lưới trung áp 6kV 
 Khi xảy ra cộng hưởng song song [55] xL0 = xC, khi đó dung 
lượng của các bộ tụ được liên hệ với công suất cắt của máy cắt đầu 
nguồn Ssc theo biểu thức: 
 2
 ⎛ f ⎞
 ⎜ 1 ⎟ (4.21) 
 Qcap = ⎜ ⎟ .1000 Ssc
 ⎝ f r ⎠
- Các đường đặc tính xây dựng trên các hình 4.15, 4.16, 4.17 căn cứ trên 
những đặc điểm đặc thù của phụ tải mỏ có xét tới tất cả các khả năng 
vận hành của trạm biến áp nguồn: đó là vận hành một máy biến áp, vận 
hành hai máy biến áp độc lập hay vận hành hai máy biến áp song song 
theo sơ đồ cầu trong kín. Công dụng của họ đường đặc tính được 
nghiệm lại nhờ mô phỏng lưới 6kV một mỏ điển hình (mỏ Đèo Nai), các 
kết quả được thể hiện trên hình 4.18 và 4.19 
19
21
 Hình 4. 12 Đặc tính 
 tránh cộng hưởng song 
 song của tụ bù công suất 
 phản kháng tương ứng 
 với các giá trị cắt ngắn 
 mạch khác nhau của 
 máy cắt đầu nguồn 
 Hình 4.16c: Giới hạn 
 dung lượng khả phát của 
 tụ bù công suất phản 
 kháng tương ứng với 
 các chế độ vận hành của 
 các máy biến áp mỏ Đèo 
 Nai 
 Hình 4.18: Sơ đồ 
 mô phỏng lưới 
 6kV mỏ Đèo Nai 
 khi có sóng hài 
 a) 
 20
 22
 b) 
 Hình 4.19: Điện áp cộng hưởng đặt vào bộ tụ khi đóng máy cắt (a), 
mở máy cắt phân đoạn (b) 
4.3 Ứng dụng bộ lọc tích cực loại trừ sóng hài trong lưới 6kV 
Sơ đồ mô phỏng bộ lọc tích cực dựa trên nguyên lý lý thuyết công suất 
tức thời được cho trên hình 4.24. 
Các kết quả mô phỏng về dòng điện của bộ lọc, dạng sóng sau khi lọc 
được cho trên hình 4.29, 4.30, 4.31 
Hình 4.24: Sơ đồ mô phỏng bộ lọc tích cực áp dụng điều khiển mờ 
Hình 4.29: Dòng bù mong muốn cần tạo ra để dòng điện tải là sin. 
 21
 23
Hình 4.30: Dòng bù hài do bộ điều khiển fuzzy tạo ra (đường xanh) 
 Hình 4.31: Dòng điện trước khi lọc (đường xanh) và sau khi lọc 
(đường đỏ) 
4.4 Kết luận chương 4 
Những kết quả chính đã thực hiện được trong chương gồm có: 
- Căn cứ vào những kết quả đo thực nghiệm và các thông số của các bộ 
tụ bù công suất phản kháng, đã tiến hành mô phỏng đánh giá ảnh hưởng 
của sóng hài tới các bộ tụ bù công suất phản kháng lắp đặt trên thanh cái 
6kV của các trạm biến áp chính các mỏ. Họ đường cong thực nghiệm 
xây dựng từ mô phỏng trên hình 4.8 là vùng vận hành an toàn giúp xác 
định giới hạn cho phép của các tụ bù công suất phản kháng cả về dòng 
điện, điện áp và dung lượng khả phát. 
- Nghiên cứu và tính toán hậu quả của cộng hưởng song song khi có kể 
tới các máy biến áp 35/6kV của trạm biến áp chính. Những tính toán và 
mô phỏng đã xây dựng được các đường đặc tính xét tới tất cả các trạng 
thái vận hành của trạm cũng như trạng thái vận hành của các phần tử 
trong trạm. Các quan hệ Sđm BA = f(h) (hình 4.15a, 4.15b, 4.15c); Qcap = 
f(h) (hình 4.16a, 4.16b, 4.16c) và Qcap = f(Stt) được thành lập từ các dữ 
liệu thực tế về sóng hài và trạng thái vận hành của lưới điện 6kV, sẽ là 
 22
 24
những căn cứ hữu ích giúp người vận hành có thể quyết định được trạng 
thái vận hành phù hợp nhất của các máy biến áp và của bộ tụ bù công 
suất phản kháng trong trạm, nhằm tránh được những phá hủy hay hư hại 
do hiện tưởng cộng hưởng song song gây ra. Một minh chứng cho công 
dụng của họ đường cong này được kiểm nghiệm qua mô phỏng bằng 
AMTP trên các hình 4.18 và 4.19. 
- Để giảm thiểu sự tồn tại của sóng hài, thuật toán điều khiển mờ đã 
được đề xuất có cấu trúc phù hợp với đặc điểm của lưới trung áp. Bộ 
điều khiển được thiết kế đã tạo ra dòng hài cần bù bám rất sát với dòng 
bù hài mong muốn. Từ đó đã đưa được dòng điện của tải từ rất không 
sin (THD vượ