Thiết kế và thi công mô hình định vị sự cố cáp ngầm trung thế

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1. Nhiệm vụ của luận văn

1.2. Phạm vi nghiên cứu

1.3. Phương pháp nghiên cứu

1.4. Điểm mới của luận văn

1.5. Giá trị thực tiễn của đề tài

1.6. Nội dung luận văn

2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN

2.1. Tính cần thiết

2.2. Cáp ngầm điện lực

2.2.1. Cấu tạo cáp ngầm điện lực

2.2.1.1. Dây dẫn điện

2.2.1.2. Chất cách điện

2.2.1.3. Màn bảo vệ

2.2.2. So sánh giữa cáp ngầm điện lực và đường dây trên không

2.2.2.1. Ưu điểm của cáp ngầm điện lực

2.2.2.2. Nhược điểm của cáp ngầm điện lực

2.2.2.3. Xu thế phát triển của cáp ngầm điện lực hiện nay

2.3. Ngắn mạch trong cáp ngầm điện lực

2.3.1. Các nguyên nhân gây ngắn mạch cáp ngầm

2.3.2. Các loại sự cố ngắn mạch cáp ngầm

2.3.2.1. Ngắn mạch một pha chạm đất

2.3.2.2. Ngắn mạch hai pha chạm đất

2.3.2.3. Ngắn mạch ba pha chạm đất

2.3.2.4. Nhận dạng các dạng ngắn mạch cáp ngầm điện lực

2.3.3. Hồ quang điện

2.3.3.1. Hiện tượng hồ quang điện

2.3.3.2. Quá trình phát sinh hồ quang

2.3.3.3. Quá trình dập tắt hồ quang

2.3.4. Hồ quang điện trong sự cố ngắn mạch cáp ngầm

2.3.5. Điện trở hồ quang điện trong sự cố ngắn mạch

2.4. Các nghiên cứu khoa học liên quan

2.4.1. Phương pháp xung phản xạ

2.4.2. Phương pháp tổng trở

2.4.3. Phương pháp phân tích sóng truyền

2.5. Hướng nghiên cứu của luận văn

3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TRÌNH TOÁN

3.1. Phương trình tổng trở các thành phần trong lưới điện

3.1.1. Tổng trở đường dây điện

3.1.2. Tổng trở đường dây cáp ngầm điện lực

3.1.3. Tổng trở phụ tải ba pha

3.2. Tính toán dòng điện và điện áp trên lưới điện phân phối

3.2.1. Tính toán dòng điện đổ vào một đoạn dây phân phối

3.2.2. Tính toán điện áp tại nút phụ tải trên lưới điện phân phối

3.2.3. Tính toán tổng trở ngắn mạch khi biết vị trí ngắn mạch

3.3. Phương pháp xác định vị trí ngắn mạch cáp ngầm được đề xuất

3.3.1. Các kết quả tính toán kiểm nghiệm

3.3.2. Các minh chứng khoa học liên quan

3.3.3. Đề xuất phương pháp định vị trí sự cố ngắn mạch cáp ngầm dựa trên tổng trở có xét đến điện trở ngắn mạch

3.4. Lưu đồ và giải thuật tính toán mô phỏng

3.4.1. Lưu đồ tính toán cho chương trình chính

3.4.2. Lưu đồ chương trình con tính toán vị trí và điện trở sự cố

4. CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG MÔ HÌNH VÀ THỰC NGHIỆM

4.1. Xây dựng mô hình thực nghiệm

4.1.1. Mô hình nguồn ba pha

4.1.2. Mô hình đường dây cáp ngầm

4.1.3. Mô hình phụ tải ba pha

4.1.4. Mô hình giả lập ngắn mạch

4.1.4.1. Phần mạch tạo ngắn mạch

4.1.4.2. Mô hình điện trở nối đất

4.1.5. Mô hình thiết bị đo lường

4.1.5.1. Mạch đo MSP430F 6779 3-Phase Energy Meter

4.1.5.2. Sơ đồ nguyên lý tổng thể mạch đo dòng và áp

4.1.5.3. Sơ đồ nguyên lý mạch đo dòng

4.1.6. Kết nối với lưới điện

4.1.6.1. Mô hình vật lý tổng thể của bộ thí nghiệm

4.2. Xây dựng chương trình phần mềm định vị sự cố ngắn mạch

4.3. Kết quả thí nghiệm

4.3.1. Trường hợp ngắn mạch tại vị trí 560 m

4.3.2. Trường hợp ngắn mạch tại vị trí 785 m

4.3.3. Trường hợp ngắn mạch tại vị trí 1065 m

4.3.4. Trường hợp ngắn mạch tại vị trí 1395 m

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

5.1. Kiến nghị và hướng phát triển

MỤC LỤC CÁC HÌNH

MỤC LỤC CÁC BẢNG

I. Giới thiệu

Trong bối cảnh phát triển hệ thống điện tại Việt Nam, việc thiết kế mô hình cho hệ thống cáp ngầm là rất cần thiết. Cáp ngầm không chỉ nâng cao độ an toàn mà còn cải thiện mỹ quan đô thị. Tuy nhiên, việc phát hiện sự cố trên cáp ngầm gặp nhiều khó khăn do không thể quan sát bằng mắt thường. Do đó, việc xác định vị trí sự cố nhanh chóng là rất quan trọng để khôi phục hoạt động của lưới điện. Luận văn này sẽ trình bày các phương pháp hiện có và đề xuất một phương pháp mới để xác định vị trí sự cố trên cáp ngầm trung thế.

1.1 Tầm quan trọng của việc xác định vị trí sự cố

Việc xác định vị trí sự cố nhanh chóng giúp giảm thời gian mất điện và thiệt hại kinh tế. Các phương pháp hiện tại như bơm xung phản xạ và phương pháp tổng trở có những hạn chế nhất định. Do đó, cần có một giải pháp hiệu quả hơn để xác định vị trí sự cố, đặc biệt trong các khu vực khó tiếp cận.

1.2 Phạm vi nghiên cứu

Luận văn tập trung vào việc nghiên cứu các thông số chính của lưới điện phân phối và các phương pháp xác định vị trí sự cố. Phạm vi nghiên cứu bao gồm việc phân loại các loại sự cố và ảnh hưởng của chúng đến lưới điện, cũng như xây dựng mô hình vật lý cho thí nghiệm.

II. Tổng quan

Chương này sẽ trình bày tổng quan về cáp ngầm trung thế và các loại sự cố thường gặp. Cáp ngầm có cấu tạo phức tạp, bao gồm dây dẫn, chất cách điện và màn bảo vệ. Việc so sánh giữa cáp ngầm và đường dây trên không cho thấy rõ ưu điểm và nhược điểm của từng loại. Cáp ngầm có ưu điểm về an toàn và mỹ quan, nhưng lại gặp khó khăn trong việc phát hiện sự cố.

2.1 Cấu tạo cáp ngầm

Cáp ngầm bao gồm nhiều thành phần như dây dẫn điện, chất cách điện và màn bảo vệ. Mỗi thành phần đều có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và hiệu quả hoạt động của cáp. Việc hiểu rõ cấu tạo giúp trong việc thiết kế và thi công cáp ngầm.

2.2 Các loại sự cố cáp ngầm

Các sự cố cáp ngầm thường gặp bao gồm ngắn mạch một pha, hai pha và ba pha. Mỗi loại sự cố có nguyên nhân và cách xử lý khác nhau. Việc phân loại này giúp trong việc xác định phương pháp khắc phục và giảm thiểu thiệt hại.

III. Phương trình toán và nguyên tắc định vị sự cố

Chương này sẽ trình bày các phương trình toán học liên quan đến việc xác định vị trí sự cố trên cáp ngầm. Các phương trình này sẽ được áp dụng để tính toán dòng điện và điện áp trên lưới điện phân phối. Việc xây dựng các phương trình chính xác là rất quan trọng để đảm bảo tính hiệu quả của phương pháp xác định vị trí sự cố.

3.1 Phương trình tổng trở

Phương trình tổng trở được sử dụng để tính toán các thành phần trong lưới điện. Việc hiểu rõ tổng trở của đường dây điện và cáp ngầm là rất cần thiết để xác định vị trí sự cố một cách chính xác.

3.2 Giải thuật xác định vị trí sự cố

Giải thuật xác định vị trí sự cố sẽ được xây dựng dựa trên các phương trình đã nêu. Giải thuật này sẽ giúp xác định nhanh chóng và chính xác vị trí sự cố, từ đó giảm thiểu thời gian mất điện và thiệt hại kinh tế.

IV. Xây dựng mô hình và thực nghiệm

Chương này sẽ trình bày quá trình xây dựng mô hình thực nghiệm để kiểm chứng phương pháp xác định vị trí sự cố. Mô hình sẽ bao gồm các thành phần như nguồn ba pha, đường dây cáp ngầm và thiết bị đo lường. Kết quả thực nghiệm sẽ được phân tích để đánh giá tính hiệu quả của phương pháp đề xuất.

4.1 Mô hình thực nghiệm

Mô hình thực nghiệm sẽ được xây dựng với các thông số thực tế của lưới điện phân phối. Việc mô phỏng các sự cố ngắn mạch sẽ giúp kiểm tra tính chính xác của phương pháp xác định vị trí sự cố.

4.2 Kết quả thí nghiệm

Kết quả thí nghiệm sẽ được phân tích để đánh giá tính hiệu quả của phương pháp. Các trường hợp ngắn mạch sẽ được thử nghiệm và so sánh với các phương pháp hiện có để xác định ưu điểm của phương pháp mới.

V. Kết luận và hướng phát triển

Chương cuối cùng sẽ tổng kết các kết quả nghiên cứu và đề xuất hướng phát triển cho các nghiên cứu tiếp theo. Việc xác định vị trí sự cố cáp ngầm là một lĩnh vực quan trọng và cần thiết trong việc nâng cao chất lượng vận hành của lưới điện phân phối. Các nghiên cứu tiếp theo có thể mở rộng ứng dụng của phương pháp này trong thực tế.

5.1 Giá trị thực tiễn

Giá trị thực tiễn của nghiên cứu này là rất lớn. Phương pháp xác định vị trí sự cố có thể được áp dụng rộng rãi trong các trạm phân phối, giúp nâng cao độ ổn định và hiệu quả của lưới điện.

5.2 Hướng phát triển

Hướng phát triển trong tương lai có thể bao gồm việc cải tiến phương pháp xác định vị trí sự cố và ứng dụng công nghệ mới để nâng cao độ chính xác và hiệu quả của hệ thống.

Luận văn thạc sĩ về thiết kế và thi công mô hình định vị sự cố cáp ngầm trung thế