Nghiên cứu mô hình thiết bị triệt xung cho lưới phân phối hạ áp tại HCMUTE

LỜI CAM ĐOAN

CẢM TẠ

1. CHƯƠNG MỞ ĐẦU

1.1. Nhiệm vụ đề tài

1.2. Giới hạn đề tài

1.3. Các bước tiến hành

1.4. Tính mới của đề tài

1.5. Tính thực tiễn

1.6. Nội dung đề tài

1.7. Phương pháp nghiên cứu

2. TỔNG QUAN VỀ TRIỆT XUNG LAN TRUYỀN TRÊN ĐƯỜNG NGUỒN HẠ ÁP

2.1. Khái niệm về sét

2.2. Tần suất xuất hiện sét

2.3. Các thông số và tiêu chuẩn chống sét lan truyền

2.3.1. Các thông số của sét lan truyền

2.3.2. Các tiêu chuẩn liên quan

2.4. Tiêu chuẩn ANSI/IEEE C62.15 Dạng xung dòng sét

2.5. Xung hỗn hợp dòng - áp (8/20µs và 1,2/50µs)

3. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA THIẾT BỊ TRIỆT XUNG MOV

3.1. MOV đơn khối và MOV đa khối

3.1.1. Cấu tạo cơ bản của thiết bị triệt xung MOV đơn khối

3.1.2. Sự khác nhau giữa MOV đơn khối và MOV đa khối

3.2. Tính năng hoạt động của biến trở ZnO

3.3. Thời gian đáp ứng

3.4. Năng lượng cho phép và công suất tiêu tán trung bình

3.4.1. Năng lượng cho phép

3.4.2. Công suất tiêu tán trung bình

3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ

3.6. Ảnh hưởng của điện cảm dây nối đến điện áp dư

3.7. Phối hợp MOV

3.7.1. Mục tiêu chung của phối hợp MOV

3.7.2. Nguyên tắc phối hợp

3.8. Các đặc tính của MOV và các hư hỏng thường gặp

4. MÔ HÌNH THIẾT BỊ TRIỆT XUNG MOV

4.1. Đánh giá mô hình thiết bị triệt xung MOV Matlab

4.1.1. Giới thiệu mô hình. Nguyên lý làm việc của mô hình

4.1.2. Đánh giá mô hình

4.2. Cấu trúc cơ bản của mô hình cải tiến thiết bị triệt xung MOV hạ áp

4.3. Xây dựng mô hình thiết bị triệt xung hạ áp cải tiến trên Matlab

4.4. Mô hình điện trở phi tuyến trên Matlab

4.4.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên đặc tuyến V(I)

4.4.2. Mô hình thiết bị triệt xung MOV đa khối

4.4.3. Mô hình thiết bị triệt xung MOV hạ áp cải tiến trên Matlab

5. MÔ PHỎNG THIẾT BỊ TRIỆT XUNG HẠ ÁP CẢI TIẾN TRÊN MATLAB

5.1. Mô hình nguồn phát xung dòng 8/20µs

5.2. Mô phỏng đáp ứng mô hình thiết bị triệt xung hạ áp cải tiến với xung dòng 8/20µs

5.3. Mô phỏng số phần tử MOV trong thiết bị triệt xung hạ áp

6. THỰC NGHIỆM KIỂM TRA MÔ HÌNH CẢI TIẾN THIẾT BỊ TRIỆT XUNG HẠ ÁP

6.1. Giới thiệu thành phần của hệ thống AXOS8. Máy phát xung sét AXOS8

6.2. Mô phỏng đáp ứng thiết bị triệt xung hạ áp với xung dòng 8/20µs

6.3. Kiểm tra đáp ứng thiết bị triệt xung hạ áp của các hãng

6.3.1. Thiết bị triệt xung hạ áp MFV 20D511K

6.3.2. Thiết bị triệt xung hạ áp ESP 415D1

7. CHƯƠNG KẾT LUẬN

7.1. Hướng phát triển tương lai

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về thiết bị triệt xung

Thiết bị triệt xung là một phần quan trọng trong hệ thống điện, giúp bảo vệ các thiết bị điện khỏi các quá điện áp do sét và các tác động khác. Thiết bị triệt xung thường được lắp đặt trong lưới phân phối hạ áp để đảm bảo an toàn cho các thiết bị điện. Mô hình thiết bị triệt xung hạ áp được xây dựng nhằm mục đích mô phỏng và đánh giá hiệu quả của thiết bị trong việc triệt xung. Việc nghiên cứu này không chỉ giúp nâng cao độ tin cậy của hệ thống điện mà còn cung cấp thông tin hữu ích cho các kỹ sư và nhà nghiên cứu trong lĩnh vực này. Theo nghiên cứu, các yếu tố như nhiệt độ, độ dài dây kết nối và số phần tử MOV bên trong thiết bị có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của thiết bị triệt xung. Do đó, việc xây dựng mô hình chính xác là rất cần thiết.

1.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị triệt xung

Thiết bị triệt xung thường được cấu tạo từ các phần tử MOV (Metal Oxide Varistor) có khả năng hấp thụ và triệt tiêu các xung điện áp. Nguyên lý hoạt động của thiết bị này dựa trên khả năng thay đổi điện trở của MOV khi có xung điện áp xuất hiện. Khi điện áp vượt quá ngưỡng cho phép, MOV sẽ dẫn điện và triệt tiêu xung điện áp, bảo vệ các thiết bị điện khác trong hệ thống. Việc nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị triệt xung giúp hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động và các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của thiết bị. Điều này cũng giúp trong việc thiết kế và cải tiến các thiết bị triệt xung trong tương lai.

II. Mô hình thiết bị triệt xung hạ áp

Mô hình thiết bị triệt xung hạ áp được xây dựng trong môi trường Matlab, cho phép người dùng dễ dàng tương tác và thực hiện các phép mô phỏng. Mô hình này bao gồm các thông số như điện áp làm việc cực đại, dòng xung cực đại, sai số điện áp ngưỡng, nhiệt độ môi trường và số phần tử MOV. Việc mô phỏng giúp đánh giá được hiệu suất của thiết bị triệt xung dưới các điều kiện khác nhau. Kết quả mô phỏng cho thấy độ chính xác của mô hình so với nguyên mẫu là rất cao, với sai số điện áp dư lớn nhất chỉ là 3,3%, trong khi giá trị cho phép là 5%. Điều này chứng tỏ rằng mô hình thiết bị triệt xung hạ áp có thể được sử dụng như một công cụ hữu ích cho các nhà nghiên cứu và kỹ sư trong việc nghiên cứu và phát triển các thiết bị triệt xung.

2.1. Đánh giá mô hình thiết bị triệt xung

Đánh giá mô hình thiết bị triệt xung hạ áp được thực hiện thông qua việc so sánh các kết quả mô phỏng với các giá trị thực nghiệm. Các thông số như biên độ điện áp dư và dạng sóng được kiểm tra để đảm bảo tính chính xác của mô hình. Kết quả cho thấy rằng mô hình có thể phản ánh chính xác các đặc tính của thiết bị triệt xung trong điều kiện thực tế. Việc này không chỉ giúp cải thiện độ tin cậy của mô hình mà còn cung cấp thông tin quý giá cho việc thiết kế và phát triển các thiết bị triệt xung trong tương lai.

III. Ứng dụng thực tiễn của mô hình

Mô hình thiết bị triệt xung hạ áp không chỉ có giá trị trong nghiên cứu mà còn có ứng dụng thực tiễn trong ngành điện. Các kỹ sư có thể sử dụng mô hình này để thiết kế và tối ưu hóa các thiết bị triệt xung, từ đó nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống điện. Ngoài ra, mô hình cũng có thể được sử dụng trong việc đào tạo sinh viên và các kỹ sư mới vào nghề, giúp họ hiểu rõ hơn về các nguyên lý hoạt động của thiết bị triệt xung. Việc áp dụng mô hình vào thực tiễn sẽ góp phần giảm thiểu rủi ro và thiệt hại do quá điện áp gây ra, bảo vệ an toàn cho hệ thống điện và các thiết bị liên quan.

3.1. Tính ứng dụng trong thiết kế và phát triển

Mô hình thiết bị triệt xung hạ áp có thể được sử dụng để phát triển các thiết bị mới với hiệu suất cao hơn. Các nhà sản xuất có thể dựa vào mô hình để thử nghiệm và tối ưu hóa các thông số kỹ thuật của thiết bị triệt xung, từ đó tạo ra các sản phẩm đáp ứng tốt hơn nhu cầu của thị trường. Hơn nữa, mô hình cũng giúp các kỹ sư trong việc đánh giá và lựa chọn thiết bị triệt xung phù hợp cho từng ứng dụng cụ thể, đảm bảo an toàn và hiệu quả trong việc bảo vệ hệ thống điện.

Luận văn thạc sĩ HCMUTE: Nghiên cứu và xây dựng mô hình thiết bị triệt xung trên lưới phân phối hạ áp