KHẢO SÁT CÁC HIỆN TƯỢNG XẢY RA
KHI ĐÓNG BỘ TỤ ĐIỆN BÙ TĨNH VÀO LƯỚI ĐIỆN
AN INVESTIGATION OF THE EFFECTS PRODUCED WHEN CLOSE A
CAPACITOR TO POWER SYSTEM
TÓM TẮT
Khi bộ tụ điện bù tĩnh được đóng vào lưới điện, điện áp và dòng điện xung kích với biên độ lớn
có thể gây ra các hiện tượng ảnh hưởng đến bộ tụ và hệ thống mà nó được đấu nối. Để khảo
sát các hiện tượng này, trong bài báo sử dụng phần mềm ORCAD (phần PSPICE) mô phỏng
và phân tích các hiện tượng có thể xảy ra trên bộ tụ điện bù tĩnh khi thao tác đóng điện cho bộ
tụ điện bù tĩnh vào lưới điện.
ABSTRACT
When a power capacitor participates in the operating power system, the voltage and inrush
current with great amplitude might cause the phenomena affecting the capacitor and other
connected components of the power system. This paper presents the application of the software
ORCAD (PSPICE) in simulation and an analysis of the phenomena which might appear when
capacitor is connected to the power system.
1. Đặt vấn đề
Khi bộ tụ được đóng vào lưới điện, một dòng điện xung kích sẽ chạy vào bên trong bộ
tụ để cân bằng điện áp của lưới điện và điện áp trên bộ tụ. Nếu hai điện áp này bằng nhau tại
thời điểm đóng thì không có dòng điện xung kích chạy vào bộ tụ. Nếu hai điện áp này không
bằng nhau tại thời điểm đóng thì sẽ có dòng điện xung kích với tần số dao động và biên độ lớn.
Hiện tượng quá điện áp có thể xảy ra trong trường hợp này. Các hiện tượng này cần được
nghiên cứu khảo sát, nhất là đối với các tụ điện có công suất lớn đặt tại các trạm biến áp 110kV
trở lên trong hệ thống điện.
2. Giải quyết vấn đề
2.1. Mô phỏng đóng điện cho bộ tụ bù vào lưới điện
Giả thiết bộ tụ bù 50MVAr được đóng vào thanh cái với điện áp nguồn
( )




-50KV
0V
50KV
100KV
150KV
Dòng điện chạy vào bộ tụ khi đóng ở 0 ms:
Time
0s 20ms 40ms 60ms 80ms 100ms
-I(C1)
-1.00KA
-0.75KA
-0.50KA
-0.25KA
0A
0.25KA
0.50KA
0.75KA
1.00KA
Điện áp trên bộ tụ và điện áp nguồn khi đóng ở 5 ms:
Time
0s 20ms 40ms 60ms 80ms 100ms
V(C1:2) V(L1:1)
-240KV
-160KV
-80KV
0V
80KV
160KV
240KV
Dòng điện chạy vào bộ tụ khi đóng ở 5 ms:

-0A
300A
600A
900A
Điện áp trên bộ tụ và điện áp nguồn khi đóng ở 15 ms:
Time
0s 20ms 40ms 60ms 80ms 100ms
V(L1:1) V(C1:2)
-240KV
-160KV
-80KV
0V
80KV
160KV
240KV
Dòng điện chạy vào bộ tụ khi đóng ở 15 ms::
Time
0s 20ms 40ms 60ms 80ms 100ms
-I(C1)
-3.2KA
-2.4KA
-1.6KA
-0.8KA
0A
0.8KA
1.6KA
2.4KA
3.2KA
2.2. Tổng hợp kết quả mô phỏng
Điện áp

∠
==
•
•
u
mum
xlC
z
U
z
U
Z
U
I
1

trong đó tổng trở:
( )
2
1
11
CL
XXRz −+=
và
1
11
R
XX
arctg
CL

Ω=−+=
2604,2654,51
2
z
và
0
90
1
4,2654,5
−≈
−
=
arctg
ϕ
Biên độ dòng điện xác lập qua tụ:
kA
z
U
I
m
xlC
44,0
260
10.115
3
1
===
.
2.3. Nhận xét
Khi đóng bộ tụ bù vào lưới điện có sơ đồ mô phỏng như đã nêu trên mà giá trị điện áp

1
63
11
=
×
==
−−
π
π
CL
f
(Hz)
Theo kết quả mô phỏng trên ORCAD, biên độ của dòng điện xung kích chạy qua bộ tụ
I
mC1xk
= 3,042 kA và tần số dao động
357
0028,0
11
===
T
f
(Hz).
Qua kết quả mô phỏng khi đóng bộ tụ bù vào lưới điện mà giá trị điện áp tức thời của
nguồn và điện áp trên tụ bằng 0 thì dòng điện xung kích với biên độ và tần số dao động lớn
(I
mC1xk
= 3,042 kA và tần số f = 357 Hz) chạy vào bộ tụ để cân bằng điện áp của lưới điện và
điện áp trên bộ tụ. Do điện áp trên tụ bằng không nên sẽ tăng tức thời từ giá trị không đến biên
độ cực đại của điện áp nguồn, do đó trong quá trình thay đổi điện áp tức thời này sẽ có hiện