Nghiên cứu các biện pháp bảo vệ quá độ do sét trong mạng phân phối tại HCMUTE

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hcmute nghiên cứu các biện pháp bảo vệ quá độ do sét trong mạng phân phối, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện pháp hoàn thiện trong

• Tác giả: Hồ Văn Thắng
• Người hướng dẫn: PGS. Quyền Huy Ánh
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện
• Đề tài: Biện Pháp Bảo Vệ Quá Độ Do Sét Trong Mạng Phân Phối
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• ABSTRACT
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 1.1. Tổng quan về sét
• 1.2. Nguồn gốc của sét trong tự nhiên
• 1.3. Đặc điểm của Sét
• 1.4. Cường độ hoạt động của Sét tại Việt Nam
• 1.5. Ảnh hưởng của Sét đến mạng phân phối
• 1.6. Cấp phân phối của hệ thống điện
• 1.7. Hệ thống mạng điện
• 1.8. Ảnh hưởng của sét đến mạng phân phối tại Việt Nam
• 1.9. Chống sét van MOV (Metal oxide varistor) không khe hở. Cấu tạo và hoạt động
• 1.10. Mạch tương đương
• 1.11. Khả năng hấp thụ năng lượng
• 1.12. Điện áp vận hành liên tục cực đại MCOV (Maximum Continuous Operating Voltage)
• 1.13. Quá điện áp tạm thời TOV (Temporary Over Voltage)
• 1.14. Dòng điện quy chuẩn Iref (Reference current)
• 1.15. Điện áp quy chuẩn Uref (Reference Voltage)
• 1.16. Điện áp kẹp, điện áp dư Ures (Residual voltage)
• 1.17. Xung dòng điện
• 1.18. Định nghĩa đối với thử nghiệm bằng xung dòng điện
• 1.19. Các dạng xung dòng tiêu chuẩn
• 2. CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH CÁC PHẦN TỬ CHÍNH TRONG NGHIÊN CỨU QUÁ ĐỘ VỚI PHẦN MỀM ATP-EMTP
• 2.1. Giới thiệu phần mềm ATP
• 2.2. Lịch sử phát triển của chương trình ATP-EMTP
• 2.3. Các thành phần trong thư viện của ATP
• 2.4. Mô hình hợp nhất các modile mô phỏng của ATP. Những module chính trong ATP
• 2.5. Một số ứng dụng quan trọng của ATP
• 2.6. Sơ lược về ATPDraw
• 2.7. Cài đặt chạy mô phỏng trong ATPDraw
• 2.8. Làm việc với dao diện ATPDraw
• 2.9. Module PLOT XY
• 2.10. Mô hình các phần tử chính trong nghiên cứu quá độ
• 2.11. Mô hình phát xung sét chuẩn
• 2.12. Mô hình chống sét van
• 2.13. Mô hình nguồn phát điện áp
• 2.14. Mô hình máy biến áp
• 2.15. Mô hình đường dây
• 2.16. Mô hình hệ thống nối đất
• 3. CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH HÓA MÔ PHỎNG QUÁ ĐỘ VÀ HIỆU QUẢ BẢO VỆ TRONG MẠNG PHÂN PHỐI
• 3.1. Mô hình hệ thống thử nghiệm
• 3.2. Mô hình tương đương trong ATPD
• 3.3. Trường hợp không trang bị chống sét van
• 3.4. Trường hợp có trang bị chống sét van
• 3.5. Đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả bảo vệ
• 3.6. Xét trường hợp trạm có số lượng 2 máy biến áp
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN
• 4.1. Hướng phát triển đề tài
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về sét và ảnh hưởng đến mạng phân phối

Sét là hiện tượng tự nhiên thường xuyên xảy ra, đặc biệt tại Việt Nam, nơi có cường độ sét cao. Thiệt hại do sét gây ra cho hệ thống điện phân phối là rất lớn. Để giảm thiểu thiệt hại, việc sử dụng các thiết bị chống sét như chống sét van là cần thiết. Các thiết bị này giúp bảo vệ hệ thống điện khỏi các quá điện áp do sét. Nghiên cứu cho thấy rằng việc lắp đặt chống sét van tại các vị trí quan trọng trong mạng phân phối có thể giới hạn giá trị quá điện áp không vượt quá mức cách điện cơ bản của mạng 22kV là 150kV. Điều này cho thấy tầm quan trọng của việc xác định vị trí lắp đặt và số lượng thiết bị chống sét cần thiết trong mạng phân phối.

1.1. Nguồn gốc và đặc điểm của sét

Sét hình thành từ sự tích tụ điện tích trong các đám mây, dẫn đến sự phóng điện giữa các đám mây hoặc giữa đám mây và mặt đất. Cường độ hoạt động của sét tại Việt Nam có thể lên đến 90,67kA, gây ra những thiệt hại nghiêm trọng cho các thiết bị điện. Đặc biệt, sét có thể gây ra quá điện áp tạm thời, ảnh hưởng đến hoạt động của các thiết bị trong mạng phân phối. Việc nghiên cứu và hiểu rõ về nguồn gốc và đặc điểm của sét là rất quan trọng để phát triển các biện pháp bảo vệ hiệu quả.

1.2. Ảnh hưởng của sét đến mạng phân phối

Sét có thể gây ra các quá điện áp nghiêm trọng trong mạng phân phối, dẫn đến hư hỏng thiết bị và gián đoạn cung cấp điện. Các thiết bị điện nhạy cảm như máy biến áp và các thiết bị điện tử khác rất dễ bị tổn thương trước các tác động của sét. Nghiên cứu cho thấy rằng việc lắp đặt chống sét van tại các vị trí chiến lược trong mạng phân phối có thể giảm thiểu thiệt hại do sét gây ra. Điều này không chỉ bảo vệ thiết bị mà còn đảm bảo an toàn cho hệ thống điện.

II. Các biện pháp bảo vệ quá độ do sét

Để bảo vệ hệ thống điện phân phối khỏi các tác động của sét, cần thiết phải áp dụng các biện pháp bảo vệ hiệu quả. Việc lắp đặt chống sét van là một trong những biện pháp quan trọng nhất. Các thiết bị này giúp giới hạn giá trị quá điện áp và bảo vệ các thiết bị điện trong mạng phân phối. Nghiên cứu cho thấy rằng việc lắp đặt chống sét van tại đầu vào của trạm biến áp và các thanh góp cung cấp điện cho tải là rất cần thiết. Điều này giúp đảm bảo rằng giá trị quá điện áp không vượt quá mức cách điện cơ bản của mạng 22kV.

2.1. Lắp đặt chống sét van

Việc lắp đặt chống sét van tại các vị trí quan trọng trong mạng phân phối là rất cần thiết. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc lắp đặt tại đầu vào của trạm biến áp và các thanh góp cung cấp điện cho tải có thể giúp giới hạn giá trị quá điện áp không vượt quá 150kV. Điều này không chỉ bảo vệ thiết bị mà còn giảm thiểu thiệt hại do sét gây ra. Hệ thống điện cần được thiết kế sao cho có thể dễ dàng lắp đặt và bảo trì các thiết bị chống sét.

2.2. Đánh giá hiệu quả bảo vệ

Đánh giá hiệu quả của các biện pháp bảo vệ là rất quan trọng để đảm bảo rằng hệ thống điện hoạt động an toàn và ổn định. Nghiên cứu cho thấy rằng giá trị điện trở nối đất của hệ thống có ảnh hưởng lớn đến biên độ quá điện áp do sét. Việc thực hiện nối đất với trị số điện trở càng nhỏ càng tốt là cần thiết để đảm bảo an toàn cho thiết bị điện. Các kết quả mô phỏng cho thấy rằng việc lắp đặt chống sét van tại tất cả các máy biến áp là cần thiết để bảo vệ quá điện áp do sét.

III. Kết luận và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu về các biện pháp bảo vệ quá độ do sét trong mạng phân phối không chỉ có ý nghĩa lý thuyết mà còn có giá trị thực tiễn cao. Các kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho học viên cao học và nghiên cứu sinh trong ngành kỹ thuật điện. Việc áp dụng các biện pháp bảo vệ hiệu quả sẽ giúp giảm thiểu thiệt hại do sét gây ra, đảm bảo an toàn cho hệ thống điện và nâng cao độ tin cậy trong cung cấp điện.

3.1. Hướng phát triển đề tài

Nghiên cứu có thể mở rộng để xem xét các yếu tố khác ảnh hưởng đến hiệu quả bảo vệ trong mạng phân phối. Việc phát triển các công nghệ mới trong lĩnh vực chống sét cũng cần được chú trọng. Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc tối ưu hóa thiết kế và lắp đặt các thiết bị chống sét để nâng cao hiệu quả bảo vệ.

3.2. Ứng dụng trong thực tiễn

Các kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong thực tiễn để cải thiện hệ thống điện phân phối tại Việt Nam. Việc lắp đặt chống sét van và các biện pháp bảo vệ khác sẽ giúp giảm thiểu thiệt hại do sét, đảm bảo an toàn cho thiết bị và nâng cao độ tin cậy trong cung cấp điện. Điều này không chỉ có lợi cho các nhà đầu tư mà còn cho toàn xã hội.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam là một trong những quốc gia có hoạt động dông sét mạnh, với số ngày dông trung bình khoảng 100 ngày/năm và số giờ dông trung bình lên đến 250 giờ/năm. Theo Viện Vật lý Địa cầu, có thể có tới 2 triệu cú sét đánh xuống đất mỗi năm trên toàn quốc, gây thiệt hại lớn về người và tài sản, đặc biệt ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ thống điện phân phối. Cường độ dòng sét có thể lên đến 90,67 kA, với biên độ dao động từ 1.000A đến 200kA, làm tăng nguy cơ phá hủy thiết bị điện và gây mất ổn định hệ thống điện. Trong bối cảnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa, việc bảo vệ mạng phân phối điện khỏi quá điện áp do sét là vấn đề cấp thiết.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là phân tích và đề xuất các biện pháp bảo vệ quá độ do sét trong mạng phân phối điện, tập trung vào việc sử dụng thiết bị chống sét van (CSV) nhằm hạn chế thiệt hại do sét gây ra. Nghiên cứu sử dụng phần mềm mô phỏng ATP/EMTP để đánh giá hiệu quả bảo vệ, đồng thời khảo sát các yếu tố ảnh hưởng như vị trí sét đánh, điện trở nối đất, dạng sóng và biên độ dòng sét. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào mạng phân phối điện 22kV tại Việt Nam, với các mô hình thử nghiệm điển hình có trạm biến áp và máy biến áp phân phối.

Ý nghĩa của nghiên cứu không chỉ nằm ở việc nâng cao độ tin cậy và an toàn cho hệ thống điện phân phối mà còn cung cấp tài liệu tham khảo khoa học cho các học viên cao học, nghiên cứu sinh ngành kỹ thuật điện trong việc đánh giá và thiết kế các giải pháp bảo vệ chống sét hiệu quả.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Lý thuyết về hiện tượng sét và quá điện áp tạm thời (TOV): Sét là hiện tượng phóng điện trong khí quyển với dòng điện cực lớn, gây ra quá điện áp tạm thời trên hệ thống điện. Quá điện áp này có thể vượt quá mức cách điện cơ bản, dẫn đến hư hỏng thiết bị.

• Mô hình chống sét van MOV (Metal Oxide Varistor): Chống sét van MOV là thiết bị phi tuyến, có khả năng giới hạn điện áp quá độ bằng cách dẫn dòng điện sét xuống đất khi điện áp vượt ngưỡng. Mạch tương đương của MOV gồm điện trở, điện dung và điện cảm, với đặc tính VI phi tuyến.

• Mô hình mạng phân phối điện: Hệ thống phân phối điện gồm các cấp sơ cấp và thứ cấp, với các cấu trúc mạng hình tia, vòng kín sơ cấp và vòng kín thứ cấp. Mạng phân phối 22kV là cấp điện áp sơ cấp phổ biến tại Việt Nam.

• Mô hình xung dòng sét tiêu chuẩn: Dạng xung 8/20µs và 10/350µs được sử dụng để mô phỏng dòng sét cảm ứng và sét lan truyền, tương ứng với các tình huống sét đánh gián tiếp và trực tiếp.

Các khái niệm chính bao gồm: điện áp vận hành liên tục cực đại (MCOV), điện áp kẹp (Ures), dòng điện quy chuẩn (Iref), quá điện áp tạm thời (TOV), và điện trở nối đất.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp mô hình hóa và mô phỏng bằng phần mềm ATP/EMTP, một công cụ quốc tế phổ biến trong mô phỏng hiện tượng quá độ điện từ và điện cơ trong hệ thống điện. Các bước thực hiện gồm:

• Thu thập và tổng hợp tài liệu trong và ngoài nước về hiện tượng sét, thiết bị chống sét và mạng phân phối điện.

• Xây dựng mô hình các phần tử chính trong mạng phân phối gồm máy biến áp, đường dây, chống sét van và hệ thống nối đất.

• Thiết lập các trường hợp mô phỏng với các vị trí sét đánh khác nhau, dạng sóng dòng sét 8/20µs và 10/350µs, cùng các giá trị điện trở nối đất khác nhau (từ 3Ω đến 10Ω).

• Phân tích kết quả mô phỏng điện áp tại các đầu cực máy biến áp và các bus trong hệ thống để đánh giá hiệu quả bảo vệ của chống sét van.

• Cỡ mẫu mô phỏng bao gồm các trường hợp mạng phân phối điển hình với trạm biến áp có một hoặc hai máy biến áp, lựa chọn phương pháp phân tích dựa trên mô phỏng quá độ điện áp và dòng điện sét.

• Timeline nghiên cứu kéo dài trong khoảng thời gian thực hiện luận văn, từ thu thập dữ liệu, xây dựng mô hình, chạy mô phỏng đến phân tích kết quả và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Vị trí lắp đặt chống sét van: Kết quả mô phỏng cho thấy việc lắp đặt chống sét van tại các thanh góp hệ thống (đầu vào trạm biến áp và đầu vào các thanh góp cung cấp điện cho tải) là cần thiết để giới hạn giá trị quá điện áp không vượt quá mức cách điện cơ bản của mạng 22kV là 150kV. Việc này giúp giảm thiểu nguy cơ phá hủy cách điện và thiết bị.

2. Ảnh hưởng của dạng xung dòng sét: So sánh giữa dạng xung 8/20µs và 10/350µs cho thấy, mặc dù có ảnh hưởng đến giá trị quá điện áp khi lắp đặt chống sét van, sự chênh lệch về biên độ quá điện áp không đáng kể, dưới 5%. Điều này cho thấy thiết bị chống sét van có hiệu quả bảo vệ ổn định trước các dạng xung sét phổ biến.

3. Ảnh hưởng của điện trở nối đất: Giá trị điện trở nối đất có ảnh hưởng rất lớn đến biên độ quá điện áp do sét. Khi điện trở nối đất tăng từ 3Ω lên 10Ω, biên độ quá điện áp tăng khoảng 20-30%, làm giảm hiệu quả bảo vệ. Do đó, việc thực hiện nối đất với trị số điện trở càng nhỏ càng tốt, ưu tiên dưới hoặc bằng 10Ω, là rất quan trọng để đảm bảo an toàn cách điện.

4. Lắp đặt chống sét van cho trạm biến áp có hai máy biến áp: Có thể lắp đặt chống sét van tại đầu thanh góp của hệ thống cấp điện để bảo vệ cho cả hai máy biến áp, với điều kiện khoảng cách giữa hai máy biến áp không vượt quá 8m. Giải pháp này giúp giảm chi phí xây dựng mà vẫn đảm bảo hiệu quả bảo vệ.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân các phát hiện trên xuất phát từ đặc tính vật lý của dòng sét và cấu trúc mạng phân phối điện. Việc lắp đặt chống sét van tại các điểm đầu vào trạm biến áp và thanh góp giúp hạn chế quá điện áp lan truyền vào các thiết bị nhạy cảm. So với các nghiên cứu trước đây, kết quả mô phỏng bằng ATP/EMTP cho phép đánh giá chi tiết hơn về ảnh hưởng của các yếu tố như điện trở nối đất và dạng xung dòng sét, đồng thời khắc phục nhược điểm của các phương pháp tính toán giản lược.

Biểu đồ điện áp tại đầu cực máy biến áp và các bus trong hệ thống thể hiện rõ sự giảm đáng kể biên độ quá điện áp khi có chống sét van, đặc biệt khi điện trở nối đất được duy trì ở mức thấp. Bảng so sánh kết quả mô phỏng cũng minh chứng cho hiệu quả của các vị trí lắp đặt chống sét van khác nhau.

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn cao, giúp các nhà quản lý và kỹ sư điện lựa chọn giải pháp bảo vệ phù hợp, tối ưu chi phí và nâng cao độ tin cậy của mạng phân phối điện trong điều kiện khí hậu có hoạt động sét mạnh như Việt Nam.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Lắp đặt chống sét van tại các thanh góp hệ thống: Thực hiện ngay trong vòng 1 năm tới tại các trạm biến áp phân phối 22kV để giới hạn quá điện áp không vượt quá 150kV, giảm thiểu rủi ro hư hỏng thiết bị. Chủ thể thực hiện là các công ty điện lực địa phương.

2. Kiểm soát và giảm điện trở nối đất: Đầu tư cải tạo hệ thống nối đất, đảm bảo điện trở nối đất ≤ 10Ω, ưu tiên ≤ 3Ω tại các trạm biến áp trọng điểm. Thời gian thực hiện trong 2 năm, phối hợp giữa đơn vị vận hành mạng điện và các nhà thầu kỹ thuật.

3. Lắp đặt chống sét van cho trạm biến áp có hai máy biến áp: Áp dụng giải pháp lắp đặt chống sét van tại đầu thanh góp với khoảng cách giữa hai máy biến áp ≤ 8m để tiết kiệm chi phí mà vẫn đảm bảo an toàn. Thời gian triển khai trong 1-2 năm, do các đơn vị thiết kế và vận hành mạng điện phối hợp thực hiện.

4. Đào tạo và nâng cao nhận thức: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về bảo vệ quá độ do sét cho kỹ sư điện và cán bộ vận hành, nhằm nâng cao hiệu quả vận hành và bảo trì thiết bị chống sét. Thời gian tổ chức định kỳ hàng năm, do các trường đại học và viện nghiên cứu phối hợp với ngành điện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư và chuyên viên ngành điện: Nghiên cứu và áp dụng các giải pháp bảo vệ quá độ do sét trong thiết kế, vận hành và bảo trì mạng phân phối điện, giúp nâng cao độ tin cậy và an toàn hệ thống.

2. Học viên cao học và nghiên cứu sinh ngành kỹ thuật điện: Sử dụng luận văn làm tài liệu tham khảo để hiểu sâu về mô hình hóa, mô phỏng quá độ điện áp do sét và đánh giá hiệu quả thiết bị chống sét van.

3. Các nhà quản lý và hoạch định chính sách ngành điện: Đánh giá các biện pháp bảo vệ mạng phân phối điện, từ đó xây dựng các tiêu chuẩn kỹ thuật và quy định phù hợp nhằm giảm thiểu thiệt hại do sét gây ra.

4. Nhà sản xuất và cung cấp thiết bị chống sét: Nghiên cứu đặc tính kỹ thuật và hiệu quả của chống sét van MOV trong thực tế, từ đó cải tiến sản phẩm và tư vấn giải pháp phù hợp cho khách hàng.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cần lắp đặt chống sét van trong mạng phân phối điện?
   Quá điện áp do sét có thể vượt quá mức cách điện của thiết bị, gây hư hỏng nghiêm trọng. Chống sét van giúp giới hạn điện áp này, bảo vệ thiết bị và duy trì ổn định hệ thống.

2. Điện trở nối đất ảnh hưởng thế nào đến hiệu quả bảo vệ?
   Điện trở nối đất càng thấp thì biên độ quá điện áp do sét càng giảm, giúp chống sét van hoạt động hiệu quả hơn. Giá trị điện trở nối đất nên duy trì ≤ 10Ω.

3. Dạng xung dòng sét 8/20µs và 10/350µs khác nhau như thế nào?
   Xung 8/20µs thường mô phỏng sét cảm ứng gián tiếp, còn 10/350µs mô phỏng sét lan truyền trực tiếp. Cả hai dạng đều được xem xét trong mô phỏng để đánh giá hiệu quả bảo vệ.

4. Có thể dùng một chống sét van để bảo vệ hai máy biến áp không?
   Có thể, nếu khoảng cách giữa hai máy biến áp ≤ 8m, lắp đặt chống sét van tại đầu thanh góp có thể bảo vệ đồng thời hai máy, giúp tiết kiệm chi phí.

5. Phần mềm ATP/EMTP có ưu điểm gì trong nghiên cứu này?
   ATP/EMTP cho phép mô phỏng chi tiết hiện tượng quá độ điện áp và dòng điện sét trong mạng phân phối, giúp đánh giá chính xác hiệu quả của các biện pháp bảo vệ chống sét.

Kết luận

• Nghiên cứu đã xác định vị trí lắp đặt chống sét van hiệu quả tại các thanh góp hệ thống trong mạng phân phối 22kV, giúp giới hạn quá điện áp không vượt quá 150kV.
• Dạng xung dòng sét 8/20µs và 10/350µs có ảnh hưởng khác nhau nhưng không đáng kể đến biên độ quá điện áp khi có chống sét van.
• Điện trở nối đất là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến biên độ quá điện áp, cần duy trì ≤ 10Ω để đảm bảo an toàn cách điện.
• Giải pháp lắp đặt chống sét van cho trạm biến áp có hai máy biến áp với khoảng cách ≤ 8m giúp giảm chi phí mà vẫn bảo vệ hiệu quả.
• Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc thiết kế, vận hành và bảo trì hệ thống điện phân phối chống quá điện áp do sét.

Next steps: Triển khai các giải pháp bảo vệ theo đề xuất, mở rộng nghiên cứu với các mạng phân phối có cấu trúc phức tạp hơn và cập nhật công nghệ chống sét mới.

Các đơn vị quản lý và kỹ sư ngành điện nên áp dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao độ tin cậy và an toàn cho hệ thống điện phân phối, đồng thời tiếp tục nghiên cứu phát triển các biện pháp bảo vệ tiên tiến hơn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT. Tổng quan về sét. Nguồn gốc của sét trong tự nhiên. Đặc điểm của Sét.

Cường độ hoạt động của Sét tại Việt Nam. Ảnh hưởng của Sét đến mạng phân phối. Cấp phân phối của hệ thống điện. Hệ thống mạng điện: .14 vi Luan van 1.

Ảnh hưởng của sét đến mạng phân phối tại Việt Nam. Chống sét van MOV (Metal oxide varitor) không khe hở. Cấu tạo và hoạt động. Mạch tương đương.

Khả năng hấp thụ năng lượng. Điện áp vận hành liên tục cực đại MCOV (Maximum Continuous Operating Voltage)…. Quá điện áp tạm thời TOV (Temporary Over Voltage). Dòng điện quy chuẩn Iref (Reference current).

Điện áp quy chuẩn Uref (Reference Voltage). Điện áp kẹp, điện áp dư Ures (Residual voltage). Xung dòng điện. Định nghĩa đối với thử nghiệm bằng xung dòng điện .Các dạng xung dòng tiêu chuẩn .27 CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH CÁC PHẦN TỬ CHÍNH TRONG NGHIÊN CỨU QUÁ ĐỘ VỚI PHẦN MỀM ATP-EMTP.

Giới thiệu phần mềm ATP. Lịch sử phát triển của chương trình ATP-EMTP. Các thành phần trong thư viện của ATP. Mô hình hợp nhất các modile mô phỏng của ATP.

Những module chính trong ATP. Một số ứng dụng quan trọng của ATP. Sơ lược về ATPDraw. Cài đặt chạy mô phỏng trong ATPDraw.

Làm việc với dao diện ATPDraw. Module PLOT XY. Mô hình các phần tử chính trong nghiên cứu quá độ. Mô hình phát xung sét chuẩn .47 vii Luan van 2.

Mô hình chống sét van. Mô hình nguồn phát điện áp. Mô hình máy biến áp .5 Mô hình đường dây .6 Mô hình hệ thống nối đất .54 Chương 3: MÔ HÌNH HÓA MÔ PHỎNG QUÁ ĐỘ VÀ HIỆU QUẢ BẢO VỆ TRONG MẠNG PHÂN PHỐI. Mô hình hệ thống thử nghiệm.

Mô hình tương đương trong ATPD .1 Trường hợp không trang bị chống sét van. Trường hợp có trang bị chống sét van. Đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả bảo vệ. Xét trường hợp trạm có số lượng 2 máy biến áp .84 Chương 4: KẾT LUẬN.

Hướng phát triển đề tài .86 TÀI LIỆU THAM KHẢO .89 viii Luan van DANH MỤC HÌNH VẼ Trang Hình 1. Hệ thống phân phối hình tia [6]. Mạch vòng thứ cấp [6]. Phát tuyến nối vòng bằng máy cắt thường đóng trên đường nối khẩn cấp [6].

Phát tuyến nối mạch vòng [6]. Những nét chính của hệ thống mạng phân phối thứ cấp [6]. Hệ thống mạng phân phối sơ cấp [6]. Mặt cắt ngang bộ chống sét MOV.

Đặc tính VI của bộ chống sét van MOV. Mạch tương đương của một phần tử oxit kim loại. Khả năng quá áp của bộ chống sét dùng cho trạm. Mối quan hệ giữa bốn khu vực hoạt động, các cấp khác nhau của bộ chống sét.

Điện áp trên bộ chống sét, tổng quát, điều kiện quá áp khác nhau. Dạng xung dòng điện tiêu chuẩn. Dạng xung dòng 8/20µs tiêu chuẩn. Xung 8/20µs đánh vào đường dây trên không.

Sét đánh gián tiếp cảm ứng vào công trình. Dạng xung dòng 10/350µs tiêu chuẩn. Xung 10/350µs đánh trực tiếp vào kim thu sét trên đỉnh công trình. Xung 10/350µs đánh trực tiếp vào đường dây trên không lân cận công trình.

Mô hình hợp nhất ATP. Giao diện PlotXY. Giao diện ATP Control Center. Giao diện PCPlot .35 ix Luan van Hình 2.

Giao diện GPPLOT. Giao diện PFE. Mối tương quan giữa ATPDraw với các Module khác. Cài đặt trong Preferences.

Cài đặt trong Directories. Cài đặt trong ATP- Simulation. Cài đặt trong ATP - Output. Cài đặt chương trình PlotXY trong Edit Commands.

PlotXY trong ATP sau cài đặt. Các thành phần chính trong giao diện ATPDraw. Danh mục thiết bị. Nhánh tuyến tính.

Nhánh phi tuyến. Các loại công tắc. Mô hình MBA trong ATP. Gọi PlotXY từ ATPDraw.

Giao diện PlotXY. Dạng sóng sin. (a) Dạng xung dòng 10kA – 8/20 μs và (b) Dạng xung dòng 10kA – 10/350μs. Mô hình CSV theo IEEE.

Mô hình CSV theo Pianceti – Gianettoni. Mô hình CSV theo Fernandez and Diaz. Mô hình và đường đặc tính V-A của CSV sử dụng trong mô phỏng. Mô hình nguồn phát điện áp .52 x Luan van Hình 2.

Mô hình MBA. Mô hình máy biến áp sử dụng mô phỏng. Mô hình hệ thống nối đất sử dụng mô phỏng. Mô hình mạng điện cần bảo vệ chống sét được đề nghị.

Mô hình tương đương trong ATPDraw. Mô hình mạng phân phối không trang bị CSV khi xung sét đánh vào vị trí 1. Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi không lắp CSV, sét đánh vị trí 1 với xung sét 10kA-8/20μs. Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi không lắp CSV, sét đánh vị trí 1 với xung sét 10kA-10/350μs.

Mô hình mạng phân phối không trang bị CSV khi xung sét đánh vào vị trí 2. Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi không lắp CSV, sét đánh vị trí 2 với xung sét 10kA-8/20μs. Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi không lắp CSV, sét đánh vị trí 2 với xung sét 10kA-10/350μs. Mô hình mạng phân phối không trang bị CSV khi xung sét đánh vào vị trí 3.

Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi không lắp CSV, sét đánh vị trí 3 với xung sét 10kA-8/20μs. Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi không lắp CSV, sét đánh vị trí 3 với xung sét 10kA-10/350μs. Mô hình mạng phân phối có trang bị CSV tại các MBA, khi xung sét đánh vào vị trí 1. Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi có lắp CSV tại các MBA, sét đánh vị trí 1 với xung sét 10kA-8/20μs.

Mô hình mạng phân phối có trang bị CSV tại các MBA khi xung sét đánh vào vị trí 2.65 xi Luan van Hình 3. Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi có lắp CSV tại các MBA, sét đánh vị trí 2 với xung sét 10kA-8/20μs. Mô hình mạng phân phối có trang bị CSV tại các MBA khi xung sét đánh vào vị trí 3. Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi có lắp CSV tại các MBA, sét đánh vị trí 3 với xung sét 10kA-8/20μs.

Mô hình mạng phân phối có trang bị CSV tại các MBA và cuối đường dây khi xung sét đánh vào vị trí 1. Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi có lắp CSV tại các MBA và cuối đường dây, sét đánh vị trí 1 với xung sét 10kA-8/20μs. Mô hình mạng phân phối có trang bị CSV tại các MBA và cuối đường dây khi xung sét đánh vào vị trí 2. Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi có lắp CSV tại các MBA và cuối đường dây, sét đánh vị trí 2 với xung sét 10kA-8/20μs.

Mô hình mạng phân phối có trang bị CSV tại các MBA và cuối đường dây khi xung sét đánh vào vị trí 3. Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi có lắp CSV tại các MBA và cuối đường dây, sét đánh vị trí 3 với xung sét 10kA-8/20μs. Mô hình mạng phân phối có trang bị CSV tại tất cả các bus trong HTĐ khi xung sét đánh vào vị trí 1. Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi có lắp CSV tại tất cả các bus, sét đánh vị trí 1 với xung sét 10kA-8/20μs.

Mô hình mạng phân phối có trang bị CSV tại tất cả các bus trong HTĐ khi xung sét đánh vào vị trí 2. Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi có lắp CSV tại tấc cả các bus, sét đánh vị trí 2 với xung sét 10kA-8/20μs. Mô hình mạng phân phối có trang bị CSV tại tất cả các bus trong HTĐ khi xung sét đánh vào vị trí 3.75 xii Luan van Hình 3. Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi có lắp CSV tại tấc cả các bus, sét đánh vị trí 3 với xung sét 10kA-8/20μs.

Mô hình mạng phân phối có trang bị CSV tại tất cả các bus trong HTĐ khi xung sét đánh vào vị trí 1. Sóng quá điện áp do sét cảm ứng tại pha A đầu cực MBA với nguồn sét 5kA và dạng sóng 8/20 μs. So sánh biên độ quá áp do sét gây ra trên pha A MBA 110/22kV theo các biên độ dòng sét khác nhau và dạng sóng khác nhau. Sóng quá điện áp do sét cảm ứng tại pha A đầu cực MBA với nguồn sét biên độ 10kA, dạng sóng 8/20μs và điện trở nối đất Rd =3Ω.

So sánh biên độ quá áp do sét gây ra trên pha A MBA 110/22kV theo các chỉ số điện trở nối đất khác nhau và dạng sóng khác nhau. Mô hình mạng phân phối trường hợp tải được cấp điện bằng trạm có hai MBA. Mô hình tương đương trong ATPDraw. Mô hình mạng phân phối có trang bị CSV tại đầu thanh góp tải 3 và tấc cả các bus trong HTĐ, xung sét đánh vào vị trí 4.

Mô hình mạng phân phối có trang bị CSV tại đầu thanh góp tải 3 và tấc cả các bus trong HTĐ, xung sét đánh vào vị trí 5. Mô hình mạng phân phối có trang bị CSV tại đầu thanh góp tải 3 và tấc cả các bus trong HTĐ, xung sét đánh vào vị trí 6. Điện áp tại đầu cực MBA (22/0,4) T2A khi sét đánh vị trí 4 với xung sét 10kA-8/20μs và d=5m.83 xiii Luan van DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1. Mật độ sét trung bình năm tại Việt Nam(Nguồn: Viện Vật lý địa cầu).

Kết quả so sánh sai số điện áp dư ứng với các mô hình CSV và dạng xung dòng khác nhau [11]. Trị số điện dung ký sinh điển hình của MBA theo dung lượng [12]. Thông số của mô hình các phần tử - thiết bị liên quan trong mạng điện phân phối khảo sát. Kết quả mô phỏng điện áp đo được trên HTĐ khi không lắp CSV, sét đánh vị trí 1.

Kết quả mô phỏng điện áp đo được trên HTĐ khi không lắp CSV, sét đánh vị trí 2. Kết quả mô phỏng điện áp đo được trên HTĐ khi không lắp CSV, sét đánh vị trí 3. Kết quả mô phỏng điện áp đo được trên HTĐ khi có lắp CSV tại các MBA, sét đánh vị trí 1. Kết quả mô phỏng điện áp đo được trên HTĐ khi có lắp CSV tại các MBA, sét đánh vị trí 2.

Kết quả mô phỏng điện áp đo được trên HTĐ khi có lắp CSV tại các MBA, sét đánh vị trí 3. Kết quả mô phỏng điện áp đo được trên HTĐ khi có lắp CSV tại các MBA và cuối đường dây, sét đánh vị trí 1. Kết quả mô phỏng điện áp đo được trên HTĐ khi có lắp CSV tại các MBA và cuối đường dây, sét đánh vị trí 2.