Hướng dẫn sử dụng phần mềm ETAP

ự mất cân bằng công suất. Sự mất cân bằng này tạo ra quá trình quá độ cơ – điện trong máy phát. Nếu quá trình này tắt dần thì có nghĩa là sự cân bằng công suất được khôi phục và chế độ ổn định, còn trong trường hợp ngược lại quá trình không tắt dần và sự không cân bằng công suất ngày càng tăng lên, chế độ không ổn định, nghĩa là hệ thống mất ổn định.
Việc khảo sát ổn định chính là chính là khảo sát quá trình quá độ cơ – điện xảy ra trong máy phát khi có các kích động trong hệ thống điện. Quá trình quá độ cơ – điện được diễn tả bằng phương trình chuyển động tương đối của roto của máy phát, cho nên xét ổn định cũng chính là xét phương trình chuyển động của các roto máy phát trong hệ thống khi xảy ra kích động.
Xét hệ thống điện đơn giản với phương trình chuyển động tương đối của roto máy phát: 
Trong đó: P0: công suất ban đầu của máy phát
 P: công suất của máy phát sau khi xảy ra kích động
 ∆P: công suất thừa hay công suất tăng tốc
 H: hằng số quán tính
 δ: góc quay tương đối của roto
Giải phương trình trên ta được: 
Hệ thống sẽ ổn định nếu tại một thời điểm nào đó sau kích động có và mất ổn định nếutrong một khoảng thời gian đủ lớn. 
Hệ thống ổn định nếu diện tích tăng tốc nhỏ hoặc bằng diện tích giảm tốc tức là Ftt < Fgt. Nếu điểm d trùng với c’, tức là Ftt = Fht max, ta có giới hạn ổn định.
Một số biện pháp nâng cao tính ổn định của hệ thống
- Giảm điện kháng lưới truyền tài. Việc giảm cảm kháng lưới truyền tải sẽ giúp nâng cao khả năng truyền tải chế độ sau sự cố, cụ thể là nâng cao công suất truyền tải sau sự cố, tăng diện tích hãm tốc cực đại. Điều này được thực hiện nhờ bù dọc. Tuy nhiên, khi có sự cố cần nối tắt bộ tụ và sau sự cố cần đóng trở lại bộ tụ một cách nhanh chóng.
- Giảm điện kháng của máy phát điện Xd sẽ làm tăng hằng số quán tính Tj, cho phép tcat kéo dài hơn hoặc với tcat không đổi thì công suất truyền tải sẽ cao hơn.
- Sử dụng máy cắt cắt nhanh sự cố. Nếu cắt ngắn mạch càng nhanh thì diện tích gia tốc càng nhỏ và diện tích hãm tốc càng lớn, máy phát có khả năng ổn định cao và đỡ bị dao động, công suất truyền tải được nâng cao. Ngoài ra việc cắt nhanh ngắn mạch còn có tác dụng ngăn chặn sự biến hóa của ngắn mạch không đối xứng thành ngắn mạch 3 pha.
- Hãm động: Hãm động được coi như tạo một tải nhân tạo trên máy phát và do đó giảm được sự tăng tốc của rôto. Một trong các dạng của hãm động là các điện trở mắc song song, chúng được đóng vào sau 0,5s sau khi sự cố.
4.2 GIỚI THIỆU CHỨC NĂNG KHẢO SÁT ỔN ĐỊNH TRONG ETAP 14.0.0
ETAP 14.0.0 mô phỏng rất nhiều dạng biến đổi xảy ra trong quá trình vận hành hệ thống như sự cố đường dây, máy phát, đóng cắt các máy cắt, thay đổi phụ tải, khởi động motor, thay đổi đầu phân áp, cho phép xem giản đồ thay đổi điện áp, tần số, góc pha, dòng điện, góc công suất, tốc độ quay, công suất phát. trong hệ thống.
Bài toán khảo sát tính ổn định trong HTĐ là một bài toán phức tạp, xem xét đến nhiều yếu tố như mô hình máy phát, động cơ, bộ tự điều chỉnh điện áp, tần số, quán tính rotor của máy phát. Khi đóng cắt máy cắt còn xem xét đến yếu tố độ lệch điện áp, tần số có nằm trong giới hạn cho phép hay không, do đó để mô phỏng bài toán thì dữ liệu đầu vào là tương đối lớn.
Nhấp vào biểu tượng 
Hình 4.1 Thanh công cụ
Transient Stability Study Case: 
Trang Info:
Hình 4.2 Trang Info
ID: Tên trường hợp phân tích.
Initial Load Flow: Các phương pháp phân bố công suất.
Loading Category: Lựa chọn điều kiện ban đầu của tải
Generation Category: Lựa chọn điều kiện ban đầu của máy phát.
Load Diversity Factor: Điều kiện tải.
None: Theo dữ liệu đã đặt ở tải.
Bus maximum: Phụ tải sẽ được nhân với hệ số maximum của bus mà tải kết nối.
Bus minimum: Phụ tải sẽ được nhân với hệ số minimum của bus mà tải kết nối.
Global: Tất cả các phụ tải sẽ nhân với 1 hệ số.
Initial Voltage Condition: Điện áp ban đầu của bus.
Trang Events:
Hình 4.3 Trang Events
Events: Sự kiện.
Event ID: Tên sự kiện.
Time: Thời gian xảy ra sự kiện.
Hình 4.4 Tạo sự kiện
Actions: Các biến động xảy ra trong sự kiện.
Device Type: Loại phần tử xảy ra sự biến động.
Device ID: Tên phần tử xảy ra sự biến động.
Action: Loại biến động.
Solution Parameters: Các thông số mô phỏng.
 Total Simulation Time: Tổng thời gian mô phỏng.
 Simulation Time Step: Bước nhảy thời gian mô phỏng.
 Plot Time Step: Hệ số nhân với bước nhảy thời gian mô phỏng để được bước lưu dữ liệu vẽ đồ thị.
Hình 4.5 Biến đổi trong sự kiện
Trang Plot:
Device Type: Loại phần tử muốn vẽ đồ thị.
Plot options: Chọn phần tử muốn xem kết quả trên sơ đồ. 
Hình 4.6 Trang Plot
Trang Dyn Model:
Hình 4.7 Trang Dyn Model
Dynamic Modeling: Loại thiết bị có được xét dạng mô hình năng động khi phân tích hay không.
Dynamic Modeling During Simulation: các thiết bị được xét trong quá trình phân tích như tự điều chỉnh đầu phân áp MBA, động cơ khởi động.
Starting Load for Accelerating Motors: loại mô hình của động cơ điện.
Threshold Voltage (VLC Limit): giới hạn điện áp tải sẽ bị cắt
Delta V: sai số cho phép so với mức giới hạn
Synchoronization Check to Close Tie CBs: điều kiện khi đóng các tiểu hệ thống vào hệ thống lớn
Apply Saturation Factor Sbreak: bão hòa mạch từ có xét đến hệ số Sbreak
Trang Adjustment: Các tùy chọn sai số.
Transient Stability Plot Selection:
Hình 4.8 Transient Stability Plot Selection
Device Type: lựa chọn loại thiết bị cần vẽ đồ thị
Device ID: tên của từng thiết bị của mỗi loại trên sơ đồ đơn tuyến được chọn để vẽ đồ thị
Plot Type: dạng đồ thị cho từng loại thiết bị
Time Base: đơn vị thời gian là giây hay chu kì
Plot Time Segment: thời gian bắt đầu, kết thúc và tổng thời gian vẽ đồ thị
Chương 5
ÁP DỤNG VÀO BÀI TOÁN THỰC TẾ
5.1 BÀI TOÁN
Cho sơ đồ hệ thống điện 
Số liệu
Bước 1: Khởi động Etap, đặt tên và chọn các thông số như hướng dẫn.
Bước 2: Lấy các phần tử máy phát, bus, đường dây, phụ tải từ thanh công cụ và kết nối thành sơ đồ như hình 5.
Lưu ý: Việc lấy các phần tử nên lấy theo thứ tự và đặt ở đúng vị trí như hình để việc kết nối được dễ dàng. Etap mặc định cùng 1 phần tử thì phần tử lấy đầu tiên có tên là 1 sau đó tăng dần ( ví dụ: máy phát Gen1, Gen 2)
Bước 3: Nhập thông số. Muốn nhập thông số cho phần tử nào ta nhấp đôi vào phần tử đó.
 Nguồn (hệ thống): Mode: chọn Swing. Nhập điện áp định mức ở mục Rated kV, nhập công suất ngắn mạch MVAsc, tỷ số X/R. 
Máy phát: Máy phát 1, 2, 3 phát P, Q cố định, chọn Mvar Control ở mục Operation Mode, trang Rating chọn P, Q cụ thể ở mục Loading, công suất định mức phải chọn lớn hơn công suất ở mục loading. Ví dụ máy phát 1.
Hình 5. Chỉnh tải
MBA: Vào trang info, mục Standard chon theo tiêu chuẩn IEC.Vào trang Rating, mục Class chọn ONAN/ONAF (MBA ngâm trong dầu, giải nhiệt tự nhiên bằng không khí), nhập cấp điện áp phía cao/hạ áp, nhập công suất MBA. Mục Impedance nhập %Z (tổng trở tương đối tính theo công suát MBA và điện áp phía cao) là điện áp ngắn mạch Un%, nhập tỉ số X/R.
Đường dây: 
Vào trang Info nhập chiều dài đường dây, đơn vị
Hình 5. Đặt chiều dài dây
Vào trang Parameter chọn dây từ thư viện
Hình 5. Chọn dây từ thư viện
Vào trang Configuration chọn cách bố trí dây và các kích thước
Hình 5. Bố trí dây dẫn
Muốn xem kết quả vào trang Impedance để xem kết quả tính R, X, B của đường dây, chọn đơn vị thích hợp
Hình 5. Kết quả tính thông số đường dây
Làm tương tự cho các đường dây còn lại.
 Phụ tải: Vào trang Nameplate mục Rated kV nhập 230, mục Rating nhập P, Q (ví dụ phụ tải 1: MW: 55, Mvar: 15). Mục Load Type : kéo hết thanh cuộn về bên phải. Làm tương tự cho các tải còn lại.
Hình 5. Chỉnh tải
Lưu ý: Phần loading ứng với từng trường hợp Loading Category ở ví dụ này ta chạy trường hợp Design 100%. Để chuyển đến phần tử cùng loại kế tiếp một cách nhanh chóng ta chọn phần mũi tên ở cuối trang. Etap sẽ tự cập nhật điện áp định mức của các phần tử kết nối với phần tử đã được nhập điện áp định mức (nếu qua MBA sẽ thông qua tỉ số biến áp).
Hinh 5. Chuyển đổi giữa các tải
Sau khi xây dựng sơ đồ và nhập các thông số hệ thống ta được kết quả như hình 2.12
Bước 4: Chạy mô phỏng.
5.2 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG
5.2.1 Phân bố công suất
5.2.2 Tính toán ngắn mạch
PHẦN 3
TỔNG KẾT
Etap là phần mềm được sử dụng rộng rãi ở Châu Âu và nhiều quốc gia khác, và hiện đang được nhiều doanh nghiệp điện sử dụng như một công cụ tiêu chuẩn để đánh giá kết quả phân tích kỹ thuật. Một số ưu nhược điểm khi sử dụng Etap.
Ưu điểm:
Phân tích tính toán được nhiều bài toán trong hệ thống điện.
Kết quả tính toán nhanh.
Nhiều tiện ích được tích hợp, giao diện thân thiện, đẹp.
Thư viện mở, cho phép cập nhập thêm thiết bị mới.
Cho kết quả ở nhiều định dạng, bố trí phù hợp, mang tính chuyên nghiệp.
Khuyết điểm:
Một số giải thuật mang tính bản quyền không được giới thiệu.
Dung lượng file cài đặt lớn và đòi hỏi cấu hình máy đủ mạnh.
Do phần mềm của châu Âu nên một số tiện ích chỉ hỗ trợ theo tiêu chuẩn Châu Âu như chọn dung lượng MBA, trở kháng MBA, thư viện dây dẫn, động cơ, 
Do khả năng hạn chế về kiến thức nên đề tài cũng còn một số hạn chế:
Chưa tìm hiểu hết tất cả các phần tử trong phần mềm Etap, trong Etap còn rất nhiều các phần tử xoay chiều cũng như một chiều.
Các thông số được thiết lập bằng tiếng Anh nên có những điểm chưa hiểu đúng được bản chất cùa thông số nên ảnh hướng đến kết quả bài toán.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Hồ Văn Hiến, HỆ THỐNG ĐIỆN TRUYỀN TẢI VÀ PHÂN PHỐI ĐIỆN, Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Thành Phố HỒ CHÍ MINH, 2005.
Nguyễn Hoàng Việt – Phan Thị Thanh Bình, NGẮN MẠCH VÀ ỔN ĐỊNH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN, Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Thành Phố HỒ CHÍ MINH, 2005.
Phan Thị Thanh Bình - Hồ Văn Hiến - Nguyễn Hoàng Việt, THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN, Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Thành Phố HỒ CHÍ MINH, 2004.
Nguyễn Hoàng Việt, BẢO VỆ RƠLE VÀ TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN, Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Thành Phố HỒ CHÍ MINH, 2009.
Prabha Kundur, POWER SYSTEM STABILITY AND CONTROL, MCGraw-Hill.
Hadi Saadat, POWER SYSTEM ANALYSIS, MCGraw-Hill, 1999.
Ismail Kasikci, SHORT CIRCUITS IN POWER SYSTEMS: A PRACTICAL GUIDE TO IEC 60 909, 2002.