TIỂU LUẬN TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ

bia TTCN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC TIỂU LUẬN TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ Hà Nội, tháng 122011 Giảng viên hướng dẫn PGS TS ĐÀO NGỌC CHIẾN Học viên cao học SHHV NGUYỄN HẢI CƯỜNG CB110816 Lớp 11BKTTT1 Học viên Nguyễn Hải Cường – Lớp 11BKTTT1 16 A Shoory, R Moini, H Sadeghi, and V A Rakov, “Analysis of lightningradiated electromagnetic fields in the vicinity of lossy ground,” IEEE Trans Electromagn Compat , vol 47, no 1, pp 131–145, Feb 2005 17 R Moini, B Kordi, G Rafi, a.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC TIỂU LUẬN TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ Giảng viên hướng dẫn : PGS-TS ĐÀO NGỌC CHIẾN Học viên cao học SHHV Lớp : NGUYỄN HẢI CƯỜNG : CB110816 : 11BKTTT1 Hà Nội, tháng 12/2011 [16] A Shoory, R Moini, H Sadeghi, and V A Rakov, “Analysis of lightningradiated electromagnetic fields in the vicinity of lossy ground,” IEEE Trans Electromagn Compat., vol 47, no 1, pp 131–145, Feb 2005 [17] R Moini, B Kordi, G Rafi, and V A Rakov, “A new lightning return stroke model based on antenna theory,” J Geophys Res., vol 105, no D24, pp 29693–29702, Dec 2000 [18] V Javor, “Approximating decaying part of the lightning return stroke channel-base current,” in Proc 3rd Int Symp Lightning Phys Effects, Vienna, Austria, Apr 2008, pp 26 [19] D M Velickovic and S R Aleksic, “A new approximation of pulse phenomena,” (in Serbian), in Proc 2nd Serbian Symp Appl Electrostatics IIEC1986, Nis, Serbia, Nov 1986, pp 6.1–6.9 [20] V Javor and P D Rancic, “Application of one suitable lightning returnstroke current model,” in Proc Eur Int Symp Electromagn Compat Eur.2006, Barcelona, Spain, Sep 2006, pp 941–946 [21] Protection Against Lightning—Part I: General Principles, IEC Standard 62305-1, 2006 [22] F Heidler, W Zischank, Z Flisowski, Ch Bouquegnau, and C Mazzetti, “Parameters of lightning current given in IEC 62305-background, experience and outlook,” presented at the 29th Int Conf Lightning Protection, Uppsala, Sweden, Jun 2008 [23] V Javor, “New functions for IEC 62305 standard lightning currents,”presented at the Int Conf Lightning Protection ICLP, Cagliari, Italy, Sep.2010, pp 1066-1–1066-5 [24] V Javor and P D Rancic, “On the choice of the lightning channel current decay constant in the modified transmission line model with exponential decay,” J Commun., Softw Syst., vol 5, no 4, pp 135–139, Dec 2009 [25] V Javor and P D Rancic, “Electromagnetic field in the vicinity of lightning protection rod at a lossy ground,” IEEE Trans Electromagn Compat., vol 51, no 2, pp 320–330, May 2009 Mơ hình giả lập hóa hệ thống chống sét cho hệ thống truyền dẫn với thông số tổng hợp hiệu ứng phi tuyến Z Mazloom, N Theethayi, R Thottappillil Tóm tắt - Điện áp cảm ứng sét đánh dọc theo đường dây hệ thống truyền tải nhiều đường (MTL) kết thúc với tải khác hai đầu đường dây nghiên cứu rộng Học viên: Nguyễn Hải Cường – Lớp: 11BKTTT1 rãi cách giải phương trình điện báo cách sử dụng phương pháp hữu hạn thời gian khác biệt – miền Tuy nhiên, hệ thống MTL với thông số tổng hợp kết nối thiết bị / thành phần dọc theo dòng khơng thu hút nhiều ý Có nhiều phương pháp có sẵn để giới thiệu thơng số hệ thống MTL Trong báo này, phương pháp trước phát triển tác giả sử dụng để xác định điện áp cảm ứng máy biến áp kết nối với dây dẫn mạch theo dõi chuyển tiếp đơn vị dọc theo hệ thống MTL hệ thống đường sắt Thụy Điển theo dõi trường hợp sét gián tiếp Phi tuyến ion hóa đất chất cách điện xem xét Nó tìm thấy hai phi tuyến thành phần gộp lại với thống trị biên độ điện áp cảm ứng hình dạng sóng thiết bị /thành phần Chỉ số - Nhiễu xuyên âm, điện hệ thống mơ phỏng, mơ hình truyền trực tuyến Bản thảo nhận ngày 22/02/2010, sửa đổi ngày 25/05/2010; chấp nhận ngày 17/06/2010 Công bố ngày 10/12/2010, phiên ngày 16/02/2011 Cơng trình hỗ trợ đường sắt quốc gia Thụy Điển Quản lý (Banverket) Z Mazloom với Sở Khoa học, Đại học Hồi giáo Azad, Chi nhánh Mehriz, Mehriz 8981856571, Iran (email: Mazloom @iaumehriz.ac.ir) N Theethayi với Mainline Metros, Bombardier Transportation,Västerås, SE-722 14, Thụy Điển (e-mail: nelson.theethayi @ se.transport.bombardier.com) R Thottappillil với Phòng Kỹ thuật điện, Học viện Cơng nghệ Hồng gia, Stockholm, SE-100 44, Thụy Điển (email: Rajeev.Thottappillil @ ee.kth.se) Phiên màu sắc nhiều nhân vật viết có sẵn trực tuyến http://ieeexplore.ieee.org Đối tượng nhận dạng kỹ thuật số 10.1109/TEMC.2010.2072960 I GIỚI THIỆU Một mơ hình với hầu hết thiết bị phổ biến kết nối dọc theo đường dây hệ thống truyền tải nhiều đường (MTL) Thụy Điển hệ thống đường sắt điện khí hóa, tức là, tăng cường máy biến áp (trạm BTS), máy biến áp tự động (ATS), mạch theo dõi, mạch theo dõi, đánh giá cơng tác tun truyền điện áp dịng điện sét đánh chuyển đổi nguồn tạm thời phát triển tác giả[1] Khi khả dây cột mặt đất vượt xung chất cách điện chịu mức điện áp, phóng điện xảy cần phải thực mơ hình Trong báo này, sét đánh gián tiếp [2], nghiên cứu tác động thơng số tổng hợp nói kết hợp với tác động phi tuyến điện trở nối đất đất ion hóa [3], dịng điện cực [4] theo điện áp tăng hệ thống MTL Học viên: Nguyễn Hải Cường – Lớp: 11BKTTT1 II ĐIỆN ÁP CẢM ỨNG TRÊN THIẾT BỊ TỔNG HỢP DỌC THEO HỆ THỐNG KIỂM SỐT DẠNG DÂY XÍCH Nguồn giao thoa điện từ (EMI) sử dụng tính tốn đại diện cho đột biến ngược trở lại sau sét đánh Luồng sét mơ phóng điện từ khoảng cách 50m thẳng góc trực tiếp với điểm hệ thống Đường truyền sét dòng điện dạng sóng, thời điểm t, thể gồm thành phần thể (1), với thông số nêu bảng I(2) Với tham số, đỉnh dịng điện giá trị khoảng 12kA Dòng điện giả định để truyền đạt tia sét theo quy định mơ hình truyền dẫn thay đổi với suy giảm tuyến tính [5],[6] ( i(0,t) = với ( ) ) exp( ) (1) ] (2) ) η = exp[- ( ) ( I0 biên độ sở kênh tại, τ1 τ2 số thời gian trước sau, tương ứng, η nhân tố điều chỉnh biên độ, n số mũ Mơ hình trường dịng ghép nối thơng qua tính tốn Agrawal et al mơ hình [7] Trong mơ hình này, trường điện từ biểu diễn hàng loạt kết nối với nguồn điện áp dọc theo dòng hệ thống MTL [2], [7] Trong phân tích, hệ thống MTL, đại diện hệ thống theo dõi dây xích hệ thống điện khí hóa đường sắt Thụy Điển, hình.1, xem xét Như thấy, hệ thống MTL dài km bao gồm năm đường dây, S-đường sắt, I-đường sắt, dây xích, dây dẫn trở lại / nạp âm (gọi dây dẫn trở lại), dây phụ trợ Tất dòng chấm dứt mặt đất hữu hạn thực (mặt đất điện trở suất 1000 Ωm) trở kháng đặc trưng họ.Bán kính dây dẫn trở kháng đặc trưng đưa Bảng II.Trở kháng đặc trưng tính cho mặt đất lý tưởng, gần cho hữu hạn tiến hành mặt đất Phương trình điện báo cho hệ thống đường dây truyền tải dẫn hữu hạn tiến hành mặt đất đưa sau: ( , ) + AI(x,t) + ( , ) + Ce ( , ) √ =0 (∫ √ ( , ( ) ) d ) + Le (3b) ( , ) +∫ ( − ) Học viên: Nguyễn Hải Cường – Lớp: 11BKTTT1 ( , ) dτ = (x,h,t) (3a) BẢNG I GIÁ TRỊ THƠNG SỐ DỊNG ĐIỆN GỐC Hình Hệ thống MTL đại diện hệ thống đường truyền điển hình với hệ thống chất dẫn thêm vào sử dụng mô phỏng.[1] BẢNG II BÁN KÍNH DẪN VÀ THƠNG SỐ TRỞ KHÁNG CHO ĐẦU CUỐI ĐƯỜNG DÂY TRONG HÌNH Học viên: Nguyễn Hải Cường – Lớp: 11BKTTT1 Hình.2 Chất cách điện, đường dẫn, điện trở cực cân hệ thống BT đơn đường (đã thông qua mục [4]) BẢNG VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP CHỊU ĐỰNG Trong (3), V I điện áp dòng điện tương ứng, A B số cho hiệu ứng bề mặt vào cho [8], ς(t) trở kháng mặt đất tạm thời tính cách sử dụng biểu thức [9], E điện trường ngang, dọc theo đường truyền, bao gồm hiệu ứng độ dẫn điện giới hạn mặt đất sử dụng cơng thức Cooray-Rubinstein [10] Sử dụng lí thuyết hệ thống, ba trường hợp xảy Học viên: Nguyễn Hải Cường – Lớp: 11BKTTT1 Hình 3: Giao diện chương trình phương pháp FDTD giải mạch để giải thích hệ thống TL có gộp thiết bị nối tiếp rẽ nhánh địa điểm khác hệ thống MTL[1] 1) Trường hợp 1: Hệ thống MTL mà thành phần nào, khơng liên tục phi tuyến 2) Trường hợp 2: Hệ thống MTL tương ứng với hệ thống cho hệ thống cung cấp BT với mạch theo dõi, đơn vị BT, đường dẫn- I, cột điện trở nối đất đánh thủng tiếp giáp 3) Trường hợp 3: Hệ thống MTL tương ứng với hệ thống cung cấp AT với mạch theo dõi, đơn vị AT, đường dẫn- I không liên tục, điện trở nối cực đất đánh thủng tiếp giáp Cực đặt vị trí cách 60m dọc theo hệ thống MTL mô trường hợp 3, khơng thể hình Các điện áp đường dẫn biến đổi cuộn dây biến áp đơn vị chuyển tiếp, kết nối dọc theo đường dẫn điều tra Trong hình 2, mối liên kết điểm đất kết nối với cực hiển thị trường hợp BTs Tại tất cực, đường dẫn – S ngắn mạch đường cực đường dây điện đầu kết nối với cuwcjvowwir chất cách điện, với xung lực điện áp chịu đựng theo bảng III Điện trở Rg điện trở cực cân bằng, thể sau [3],[4] (t) = Ig(t) = ⁄ (4a) (4b) Học viên: Nguyễn Hải Cường – Lớp: 11BKTTT1 Trong (4) R0 điện trở cực cân đo với dòng thấp, IR dòng điện sét chạy qua điện trở cân bằng, Ig dòng điện cần thiết để sinh Gradient E0 đất, vị trí xảy cố Tại cực cách điện phóng điện bề mặt mơ hình hóa vịng cung, [4] Tuy nhiên, đơn giản, tính tốn thực trang này, phóng điện bề mặt giả định để tạo thành ngắn mạch cực dây dẫn điện áp xuyên qua chất cách điện vượt điện áp chịu đựng chất cách điện Các dạng sóng màu xám hình 4-9, tương ứng với cấp điện áp thu cho cổng/địa điểm trường hợp Trong mơ hình, thiết bị gộp (đại diện mơ hình mạch, thể hình 3) hệ thống MTL giải quyết, giải thích [1] Trong hình 3, mạch điện giải cách sử dụng định luật dòng điện Kirchhoff’s Điện áp dòng điện dọc theo MTL giải cách sử dụng phương pháp miền thời gian khác biệt hữu hạn (FDTD-finite diference time domain) A Cổng điện áp BT AT Trong hình 4, nhìn thấy dịng điện cuộn dây dọc theo bên dây dẫn dạng dây xích bên phần dẫn điện ngược lại có biên độ tương tự lớn so với trường hợp tương ứng Các điện áp dao động phi tuyến Ngược lại so sánh trường hợp hình 5, nhìn thấy điện áp đỉnh dây dẫn AT so sánh bao gồm phi tuyến Hơn nữa, điện áp dây dẫn AT cao nhiều so với trường hợp BT tương ứng Ta thấy hình dây biến áp qua feeder tiêu cực đến đường dẫn – S chịu đựng điện áp cao 35kV Một lần nữa, nhìn thấy dạng sóng điện áp dao động Học viên: Nguyễn Hải Cường – Lớp: 11BKTTT1 Hình Điện áp xuất cuộn dây BT trường hợp tương ứng với trường hợp 1(màu xám) 2( màu đen) Hình Điện áp xuất cuộn dây AT trường hợp tương ứng trường hợp 1(xám) (đen) Học viên: Nguyễn Hải Cường – Lớp: 11BKTTT1 Hình Điện áp xuất đơn vị chuyển tiếp dòng trường hợp tương ứng với trường hợp 1(nâu) (đen) Hình Điện áp xuất đơn vị chuyển tiếp dây dẫn trường hợp tương ứng với trường hợp 1(xám) (đen) Học viên: Nguyễn Hải Cường – Lớp: 11BKTTT1 Hình Điện áp xuất đơn vị chuyển tiếp tới đường dây cuối trường hợp tương ứng với trường hợp 1(xám) 2(đen) B Mạch theo dõi cổng điện áp Các điện áp cảm ứng đơn vị chuyển tiếp đường dây tương tự trường hợp 3(hệ thống cung cấp BT AT , tương ứng) thể dao động nhanh sau khoảng thời gian ngắn, hình 6, Điện áp cảm ứng đỉnh xuất đơn vị gần chuyển tiếp đến tận hệ thống tương tự trường hợp (Hệ thống cung cấp BT AT tương ứng) cho thấy dao động hình Nó xem đơn vị chuyển tiếp thứ hệ thống BT( xem hình 8, trường hợp 2) phải chịu đựng điện áp đỉnh cao Nếu khơng, so sánh Hình.6 với Hình 9, nói chung, điện áp đỉnh đơn vị chuyển tiếp đường dây tăng gấp đôi so với đơn vị chuyển tiếp cuối đường dây Học viên: Nguyễn Hải Cường – Lớp: 11BKTTT1 Hình 9.Điện áp xuất đơn vị chuyển tiếp gần gũi với dòng kết thúc trường hợp tương ứng với trường hợp (màu xám) (màu đen) III KẾT LUẬN Trong (4) điện trở cực cân đo với dòng điện thấp, Ir dòng điện sét chạy qua điện trở cân bằng, Ig dòng điện cần thiết để sinh Gradient E0 với vị trí xảy đánh thủng Trong trang này, thể mối quan hệ phi tuyến với điện trở cực cân dây dẫn tới phóng điện xuyên qua hợp chất cách điện cực, liên kếtgộp kết nối dạng nối tiếp rẽ nhánh Thiết bị/thành phần kết nối, ảnh hưởng đến điện áp cảm ứng thành phần theo hệ thống MTL hệ thống đường dẫn điển hình Nó nhìn thấy bề mặt phóng điện bề mặt xảy chủ yếu địa điểm cực lên đến 300m từ điểm hệ thống MTL, gần với vị trí sét đánh Nó coi có chất cách điện đường dây bị đánh xuyên bề mặt chủ yếu truyền dẫn dây xích chất dẫn trở lại Tùy thuộc vào vị trí tương đối gộp thiết bị /thành phần vị trí sét, nguồn sét với đỉnh dịng điện 12kA, đỉnh điện áp dây dẫn AT lên tới 35kV so với trường hợp cuộn dây BT vào khoảng 15kV Điện áp đỉnh đơn vị chuyển tieepscos thể cao tới 60kV Các mơ hình( với thay đổi bao gồm thành phần nhiều mở rộng để tăng gấp đôi hệ thống theo dõi) sử dụng công cụ bảo vệ chống sét cho nghiên cứu hệ thống truyền dẫn Học viên: Nguyễn Hải Cường – Lớp: 11BKTTT1 THAM KHẢO [1] Z Mazloom, N Theethayi, and R Thottappillil, “A method for interfacing lumpedcircuit models and transmission-line system models with application to railways,” IEEE Trans Electromagn Compat., vol 51, no 3, pp 833–841, Aug 2009 [2] C A Nucci, F Rachidi, M Ianoz, and C Mazzetti, “Lightning-induced voltages on overhead lines,” IEEE Trans Electromagn Compat., vol 35, no 1, pp 75–86, Feb 1993 [3] Technical Council of the IEEE Power Engineering Society, IEEE Guide for the Application of Insulation Coordination, IEEE Standard 1313.2, 1999 [4] N Theethayi, Y Liu, R Montano, R Thottappillil, M Zitnik, V Cooray, and V Scuka,“Theoretical study on the consequence of a direct lightning strike to electrified railway system in Sweden,” J Electr Power Syst Res., vol 74, pp 267–280, 2005 [5] V Rakov and A A Dulzon, “Calculated electromagnetic fields of lightning return strokes,”Tekhnicheskaya Elektrodinamika, vol 42, no 1, pp 87–89, 1987 [6] R Thottappillil, V A Rakov, and M A Uman, “Distribution of charge along the lightning channel: Relation to remote electric and magnetic fields and to return-stroke models,” J.Geophys Res., vol 102, pp 6987–7006, 1997 [7] A K Agrawal, H J Price, and S Gurbaxani, “Transient response of a multiconductor transmission line excited by a nonuniform electromagnetic field,” IEEE Trans Electromagn Compat., vol 22, no 2, pp 119–129, May 1980 [8] C R Paul, Analysis of Multiconductor Transmission Lines New York: Wiley, 1994 [9] R Araneo and S Celozzi, “Direct time domain analysis of transmission lines above a lossy ground,” Inst Elect Eng., (IEE) Proc Sci., Meas Technol., vol 148, no 2, pp 73– 79, Mar 2001 [10] F Rachidi, C A Nucci, M Ianoz, and M Mazzetti, “Influence of a lossy ground on lightning induced voltages on overhead lines,” IEEE Trans Electromagn Compat., vol 38, no 3, pp 250–264, Aug 1996 Nghiên cứu suy giảm phản xạ Di Wu Gang Zhu Tóm tắt – Các tiêu chuẩn quan cho việc hiệu chuẩn antenna Tuy nhiên nhiều văn thực tế khơng hồn hảo cho hiệu chuẩn anten phản xạ không chắn đo lường Các nghiên cứu trước không theo thực tế không cho tính tốn Bài viết phát triển phương pháp để tính tốn suy giảm thơng thường (NSA) với phản xạ gần Dựa tính tốn NSA thơng thường, mơ Học viên: Nguyễn Hải Cường – Lớp: 11BKTTT1 hình giống phản xạ thực tế xây dựng lý thuyết truyền sóng, mà chưa xem xét trước Với phương pháp này, giao thoa coi đường phản xạ ngắn Các kết ông đề xuất phương pháp cho thấy thỏa mãn tốt với kết mô số Chỉ số giới hạn Anten, đo lường suy giảm, khả tương thích điện từ (EMC), phương pháp thời điểm, truyền đạt I GIỚI THIỆU Hệ số Anten sở để tính tốn cường độ tính tốn cường độ điện trường cố xác thử nghiệm EMC Do đó, Anten cần phải hiệu chuẩn xác để tránh thử nghiệm khơng xác Tuy nhiên, có tồn vấn đề thủ tục hiệu chuẩn anten [1] xác nhận vị trí [2].: Anten cần phải hiệu chuẩn vị trí tiêu chuẩn mà xác nhận anten với AF biết đến Vì vậy, AF chứa khơng chắn gây vị trí ( khu vực) hiệu chỉnh trên, chất lượng vị trí theo thử nghiệm biết đến với không chắn hiệu chinht anten[3] Các vị trsi thử nghiệm phương pháp để giải vấn đề [4] Một vị trí thử nghiệm tiêu chuẩn nên mở, phẳng, mức khu vực rõ ràng đường dây cấu trúc phản xạ Để đánh giá vị trí thực tế, cần thiết để so sánh suy hao thông thường (NSA) Bản thảo nhận vào ngày 10/2/2010; Sửa đổi ngày 5/7/2010; Được chấp nhận ngày 30/8/2010 Ngày công bố ngày 21/10/2010, ngày 16/2/2011- phiên Công trình hỗ trợ chương trình chung quỹ khoa học tự nhiên quốc gia Trung Quốc tài trợ 60830001, Phịng thí nghiệm truyền dẫn kiểm sốt tài trợ RCS2008zz007, chương trình học giả Trường Giang nghiên cứu sáng trường đại học tài trợ IRT0949 Digital Object Identifier 10.1109/TEMC.2010.2078823 0018-9375/$26.00 © 2010 IEEE Các tác giả phịng thí nghiệm Nhà nước kiểm sốt giao thơng đường sắt an tồn, Đại học Giao thơng Bắc Kinh, Bắc Kinh, 100044, Trung Quốc (e-mail: 09111054@bjtu.edu.cn; zhu@bjtu.edu.cn) Các phiên màu sắc nhiều nhân vật viết có sẵn trực tuyến http://ieeexplore.ieee.org Đối tượng nhận dạng kỹ thuật số 10.1109/TEMC.2010.2078823 Học viên: Nguyễn Hải Cường – Lớp: 11BKTTT1 ... Hình.2 Chất cách điện, đường dẫn, điện trở cực cân hệ thống BT đơn đường (đã thông qua mục [4]) BẢNG VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP CHỊU ĐỰNG Trong (3), V I điện áp dòng điện tương ứng, A B số... này, phóng điện bề mặt giả định để tạo thành ngắn mạch cực dây dẫn điện áp xuyên qua chất cách điện vượt điện áp chịu đựng chất cách điện Các dạng sóng màu xám hình 4-9, tương ứng với cấp điện áp... Trong (4) R0 điện trở cực cân đo với dòng thấp, IR dòng điện sét chạy qua điện trở cân bằng, Ig dòng điện cần thiết để sinh Gradient E0 đất, vị trí xảy cố Tại cực cách điện phóng điện bề mặt mơ