Phân tích điện trường và quá trình nhiệt trong kết cấu cách điện của cáp bọc 24kv

Lý do ch năđ tài

Trong bối cảnh công nghiệp hóa hiện đại, sự phát triển không ngừng của các thành phần kinh tế đã dẫn đến nhu cầu sử dụng điện năng ngày càng tăng cao Sự cải tiến trong công nghệ và quy trình sản xuất cũng góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng điện, tạo ra những thách thức mới trong việc quản lý và cung cấp năng lượng.

Ngành điện đóng vai trò quan trọng trong quá trình phát triển kinh tế xã hội, cung cấp năng lượng cần thiết cho các hoạt động sản xuất và đời sống Tuy nhiên, ngành này cũng gặp nhiều khó khăn do nhiều nguyên nhân chủ quan và khách quan Để giải quyết các vấn đề này, chúng ta cần phân tích các phần mềm chuyên dụng nhằm nâng cao hiệu suất trên hệ thống điện 24kV.

T nhi uăn măqua,ăNgƠnhăđi n luôn quan tâm ph năđ u gi m s c l iăđi n, nơngăcaoăđ tin c y cung c păđi n, m t trong các nguyên nhân gây s c gây khó kh năchoăCôngătyă i n l căTơyăNinhănóiăriêngăvƠăcácăCôngătyă i n l c trong toàn

EVN đã triển khai nhiều giải pháp nhằm nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống cáp bọc 24kV Tuy nhiên, việc tìm ra nguyên nhân gây ra sự cố vẫn là thách thức lớn Các phương pháp mô phỏng và tính toán chi tiết đã được áp dụng để phân tích tình trạng cáp, từ đó giúp xác định rõ hơn về nguyên nhân và quá trình hư hỏng trong kết cấu của cáp bọc 24kV.

M cătiêuăđ tài

Mô hình tính toán được xây dựng nhằm phân tích nhiệt độ của cáp bọc 24kV, xem xét ảnh hưởng của các yếu tố môi trường bên ngoài như gió Đồng thời, bài viết cũng đề cập đến việc tính toán điện năng của cáp bọc 24kV trong điều kiện lắp đặt ở những khu vực có khuyết tật.

Sau khi th c hi n phân tích mô ph ng,ăđ tài s đánhăgiá,ăl a ch năc ngănh ă đ aăraăcácăgi iăphápăđ ng năch n s c cáp b c 24kV.

N iădungăđ tài

Tìm hi u t ng quan v ph ngăphápăph n t h u h nă(FEε)ătrongătr ngăđi n t

Xây d ngămôăhìnhătínhătoánătr ng nhi t, kh n ngămangădòngăc aăđ ng dây trênăkhôngăvƠămôăhìnhătínhătoánătr ngăđi n

Thi t l p bài toán mô ph ng nhăh ng nhi tăđ lên cáp b c 24kV trên ph n m m COMSOL

Thi t l p bài toán mô ph ngătínhătoánăđi nătr ng trong cáp b c 24kV khi l p cáchăđi n b khuy t t t

T k t qu mô ph ng so sánh v iăcácăbƠiăbáoăđưăđ c công b đ xétăđ tin c y c aăđ tài.

Ph m vi nghiên c u

Lu năv năs nghiên c u v m t ph năl iăđi n phân ph i 22kV trên Công ty i n l căTơyăNinh,ăđ a ch s 607 Cách M ngăThángă8,ăPh ng 3, Thành Ph Tây Ninh, t nh Tây Ninh

Ph ngăphápăphơnătích:ăT ng h p lý thuy t t các tài li uăliênăquanăđ n tính toán, xây d ng mô hình mô ph ng, t ng h p các d li uăđóăđ lƠmăc ăs đ nghiên c u

Ph ngăphápămôăhìnhăhóa:ăS d ng ph n m măCOεSOδăđ tính toán, mô ph ng cáp b c 24kV, t đóălƠmăc ăs tínhătoánătr ngăđi n và quá trình nhi t trong quá trình v n hành

Ph ngăphápăthuăth p d li u: L y thông tin v s c trênăl iăđi n phân ph i 22kV c aăCôngătyă i n l căTơyăNinhăđ ti n hành phân tích

Qua k t qu tính toán, phân tích, mô ph ngăđ aăraăcácăgi iăphápăđ áp d ng th c t trênăl iăđi n phân ph i 22kV

L a ch n ch ng lo iăcápăđúngătiêuăchu n k thu tătr c khi l păđ tătrênăl i đi n 22kV đ đ m báo các yêu c u v n hành lâu dài

CH NGă2 :T NG QUAN V CÁP B C TRUNG TH 24KV

Cáp bọc trung thế 24kV là loại cáp được sử dụng để truyền tải và phân phối điện trên không có độ bền cao Cáp này có điện áp định mức là 24kV, được sản xuất theo tiêu chuẩn Việt Nam 5935-2:2013 với các thông số 12/20(24) kV hoặc 12,7/20(24) kV.

- 12(12,7) kV là kh n ngăch uăđi n áp pha;

- 20 kV là kh n ngăch uăđi n áp dây;

- 24 kV là m căđi n áp cao nh t mà cáp có th chuăđ c khi có s daoăđ ng đi n áp trong quá trình v n hành

Nhi tăđ làm vi c dài h năchoăphépăđ i v i cáp là 90 0 C, nhi tăđ c căđ i cho phép là khi ng n m ch là 250 0 C v i th i gian không quá 5 giây

Cấu trúc cáp bao gồm lớp ruột dẫn, màn chắn ruột dẫn, lớp cách điện và vỏ bọc bên ngoài, tạo thành một cấu trúc liên tục và có tính bền bỉ cao với cáp có cấp điện áp 12 kV trở lên Lớp cách điện của cáp bọc trung 24 kV thường được làm bằng XLPE hoặc cao su EPR, trong đó XLPE là thông dụng nhất Vỏ bọc bên ngoài của cáp thông thường được làm bằng PVC hoặc HDPE.

Hình 2.1:C u trúc c a cáp b c trung th 24kV

2.2 Các ch ng lo i cáp b c trung th 24kV

Bao g m cáp trung th treo không v , cáp trung th treo không v có màn ch n ru t d n, cáp trung th treo có màn ch n ru t d n có v

Tiêu chu n áp d ng theo TCVN 5935-1995/IEC 502

- V t li u ru t d n: S iăđ ng c ng, s i nhôm c ng ho c s i nhôm c ng k t h p s i thép

- C u t o ru t d n: Ru t d n xo năđ ng tâm, không ép ch t

- Ch ng th m ru t d n: Cáp có ch ng th m ru t d n

Hình 2.2: Cáp trung th treo không v

Hình 2.3: Cáp trung th treo có màn ch n ru t d n, không v

Hình 2.4: Cáp trung th treo có màn ch n ru t d n, có v

Ki u 1 : Cápăđiătrênăkhông,ăl p trên c tăđi n BTLT 12, BTLT 14m

Hình 2.5: Cáp b c trung th 24kVăđiătrênătr đi n

Ki u 2 : Cáp l păđ t t i các thi t b Recloser, LBS

Hình 2.6: Cáp b c trung th 24kV l păđ t t i các thi t b

Ki u 3 : Cáp t i các l ra c a tr m bi n áp 110kV

Hình 2.7: Cáp b c trung th 24kV l p t i các l ra c a TBA 110kV

2.4 Các ki u l păđ t cáp b c trên tr

Ki u 1: S d ng s cáchăđi nă24kVăđ đ dây cáp b căkhiăđiătrênătr

Hình 2.8: S d ng s cáchăđi năđ đ dây

Ki u 2: S d ng giáp níu và s cáchăđi năđ d ng dây trên tr

Trongăđ tài này, em ch năphơnătíchăđi nătr ng và quá trình nhi tătrongătr ng h p s d ng s cáchăđi năđ đ dây cáp b că24kVăđiătrênătr

CH NGă3 :PH NGăPHÁPăPHỂNăTệCHăPH N T H U H N FEM 3.1 NguyênălỦăc ăb n c aăph ngăphápăph n t h u h n

Theo nghiên cứu của Alexander Hrennikoff (1941) và Richard Courant, phương pháp phân tích phần tử đã được phát triển nhằm giải quyết các bài toán phức tạp trong lĩnh vực vật lý và kỹ thuật Phương pháp này cho phép phân tích các kết cấu trong xây dựng và kỹ thuật hàng không một cách hiệu quả, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của ngành.

Vào năm 1943, D Aătrênăc đã phát triển một phương pháp giải bài toán elliptic, kết hợp các phương pháp Rayleigh, Ritz và Galerkin Phương pháp này cho phép xác định quy tắc về bậc hình học và tính chất của miền không sát mà không cần thay đổi công thức hay sử dụng máy tính, tạo ra các biểu diễn rõ ràng và các hàm cần tìm trong miền không sát Do đó, phương pháp này được áp dụng rộng rãi trong kỹ thuật và đạt hiệu quả cao.

Khuyết điểm của phương pháp FDTD là không đáp ứng được các công thức hiện dùng cho việc cập nhật trường trong mô phỏng miền thời gian Thay vào đó, phương pháp tính toán phi tuyến được giới thiệu nhằm thay thế cho việc cập nhật trường, giúp giảm thiểu thời gian tính toán và tải máy tính.

Khi áp d ngăph ngăphápăph n t h u h nă(FEε)ăđ gi i m t h ph ngătrìnhă vi phân b t k , ti năhƠnhătheoă4ăb c sau:

1 Chia mi n th i gian thành s h u h n mi n con ho c ph n t ,

2 Xây d ngăcácăph ngătrình cho m t ph n t (mi n con) tiêu bi u,

3 L p ghép t t c các ph n t trong mi n l i gi i,

3.2.ăCácăph ngăphápăc ăb n trong ph n t h u h n

Bài toán giá tr biên t ngăquátăđ căđ nhăngh aăb ngăph ngătrìnhăviăphơnă trong mi n D theo [7] nh ăsau:

L: là toán t vi phân g: là hàm l c hay hàm ngu n kích thích f: là hàm c n tìm

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ khám phá các phương trình phân tích liên quan đến sóng, bao gồm phương trình Poisson và phương trình Laplace Những phương trình này được ứng dụng trong các lĩnh vực như sóng vô tuyến, sóng vector và lý thuyết Maxwell Chúng tôi cũng sẽ thảo luận về các điều kiện biên Dirichlet và Neumann, cùng với các điều kiện biên khác liên quan đến x và trường kháng.

Theo [7], m tăph ngăphápăbi năphơn là một phương pháp tối ưu hóa phi tuyến, trong đó bài toán được biểu thị dưới dạng hàm Các tiêu chí tối ưu hóa phi tuyến này thường phải được điều chỉnh phù hợp với các điều kiện biên đã cho Giải pháp tối ưu này sẽ giúp đạt được kết quả tối ưu cho bài toán đã đề ra.

Tr c h t,ăđ nhăngh aăm t tích n iănh ăsau:

   (3.2) đơyăd u * là ch liên h p ph c V iăđ nhăngh aănƠy,ăchúngătaăth y r ng n u toán t L là t liên h p thì

L i gi iăph ngătrìnhă(3.1)ăb ng vi c c c ti u hóa phi m hàm theo hàm f

F f   L f f    f g    g f  (3.5) đơyă f là m t hàm th , nó là l i gi i g năđúngăc a ph ngătrìnhă(3.1),ăt c là

L f  g (3.6) xácăđ nh l i gi i g năđúngăc aăbƠiătoánăbanăđ u, chúng ta gi thi t hàm th f trong (3.5) x p x b ng bi u th c

    (3.7) đơyăNj là các hàm n i suy và cj là các h s h ngăđ căxácăđnh, thay th

C c ti u hóa F f ( ), l yăđ o hàm riêng ph n cj và cho b ngă0,ătaăthuăđ c h ph ngătrìnhăđ i s tuy n tính

Ph ngătrìnhă(3.9b) vi tăd i d ng ma tr n:

V i các ph n t trong ma tr n [K] ij ( i j j i )

Ma tr nă[K]ălƠăđ i x ng k t h p v i tính ch t t liên h p c a toán t L, các thành ph n trong ma tr nă[K]ăđ c vi t l iănh ăsau: ij ( i ( j )

T ng quát: L i gi i c a ph ngătrìnhă(3.1)ălƠă(3.7) và các h s căđ c xác đnh b ng cách gi iăph ngătrìnhămaătr n (3.10)

Theo [7] lƠăph ngăphápăth ngăd ătr ng s ,ăph ngăphápănƠyăxácăđnh l i gi i b ng vi c tr ng s hóaăph ngătrìnhăviăphơn.

Gi thi t f là l i gi i c a (3.1), thay th f vào (3.1) ta có k t qu bi u di n d i d ng th ngăd ăkhácă0.

Nh ăv y, l i gi i g năđúngăt t nh t c a (3.1) s là l i gi i làm cho th ngăd ără ti n t i giá tr nh nh t có th t i t t c cácăđi m trong mi n l i gi i D L i gi i g n đúngăkhiăth aămưnăđi u ki n sau: i w i 0

Trongăđó:ăRi là tích phân th ngăd ătr ng s , wi là các hàm tr ng s

Phương pháp Galerkin là một kỹ thuật quan trọng trong việc khai thác các hàm trigonometric cho việc phát triển lý thuyết chính xác trong phân tích Phương pháp này thường được sử dụng để giải quyết các bài toán phức tạp, nhờ vào khả năng cung cấp giải pháp chính xác và hiệu quả.

T ngăt nh ăph ngăphápăRitz,ăl i gi i c aăph ngătrìnhă(3.1)ăchínhălƠă(3.7),ă hàm tr ng s đ c ch nănh ăsau: wi=Ni (i=ă1,ă2,ă3,ă…,N)

Tóm tắt: Phương trình (3.16) có liên quan đến phương trình ma trận (3.10), tuy nhiên ma trận [K] không được xác định khi toán tử L là liên hợp Nếu toán tử L là liên hợp, các kết quả của phương pháp Galerkin trong phương trình sẽ tương đương với kết quả của phương pháp Ritz.

3.3.1 Bài toán giá tr biên m t chi u

Ta áp d ngăph ngăphápăph n t h u h n trong đ gi iăph ngătrìnhăviăphơnă b c 2 trong không gian m t chi u có d ng t ng quát [7]

Trongăđó:ă là hàm c n tìm; có th là h ng s đưăbi t ho c là các hàm s ( ràng bu c theo tính ch t v t lý c a hàm tính toán

Ph ngătrìnhă(3.17)ălƠăph ngătrìnhăm t chi u t ng quát, chu n cho các d ng ph ngătrìnhăδaplace,ăPoisson,ăHelmholtzătrongătr ngăđi n t gi i (3.17) ta c n thông tin v đi u ki n biên c a hàm f, nó có d ng:

Trongăđóă là các h ng s ho c hàm s choătr c,ăph ngătrìnhă(3.18) đ căcoiălƠăđi u ki n biên Dirichlet

3.3.2 Bài toán giá tr biên hai chi u

Xét bài toán giá tr biênăđ căđ nhăngh aăb ngăph ngătrìnhăviăphơnăb c 2 [7]

Trongăđó:ă là hàm c n tìm; có th là h ng s đưăbi t ho c là các hàm s ( ràng bu c theo tính ch t v t lý c a hàm tính toán

Ph ngătrìnhă(3.19)ălƠăph ngătrìnhăhaiăchi u t ng quát, chu n cho các d ng ph ngătrìnhăδaplace,ăPoisson,ăHelmholtzătrongătr ngăđi n t

Cácăđi u ki n biên g m có: trong mi n  1

Trongăđóă     1 2bi u di năcácăđ ngăđ ng m c ho c các biên bao mi n

D, n lƠăvect ăphápătuy n; là các tham s đưăbi tăliênăquanăđ n tính ch t v t lý c a mi n

3.3.3 Bài toán giá tr biên ba chi u

Xét bài toán giá tr biên trong không gian ba chi uăđ căđ nhăngh aăb ngăph ngă trình vi phân b c 2 [7]

Trongăđó:ă là hàm c n tìm; có th là h ng s đưăbi t ho c là các hàm s ( ràng bu c theo tính ch t v t lý c a hàm tính toán

Ph ngătrìnhă(2.21)ălƠăph ngătrìnhăhaiăchi u t ng quát, chu n cho các d ng ph ngătrìnhăδaplace,ăPoisson,ăHelmholtzătrongătr ngăđi n t

Cácăđi u ki n biên g m có: trong mi n S 1

TrongăđóăS   S 1 S 2bi u di n các b m t biên bao mi n D(x, y, z), n lƠăvect ă pháp tuy n; là các tham s đưăbi tăliênăquanăđ n tính ch t v t lý c a mi n

CH NGă4 : MÔ HÌNH TÍNH TOÁN TR NG NHI T , KH N NGă

MANG DÒNG C Aă NG DÂY TRÊN KHÔNG VÀ MÔ HÌNH TÍNH TOÁNăTR NGă I N

4.1 Ph ngătrìnhătruy n nhi t c aăđ ng dây trên không

Hình 4.1: Kh i vi phân trong phân tích truy n nhi t [3]

 kx (W/oC/m) ậ đ ă d nă nhi tăc a môi tr ng theo h ng x

  k (oCm/W) - nhi tătr ăsu tăc aămôiătr ngătheoăh ngă x

 x dT d ( oC/m) - gradientănhi tăđ ătheoăh ngăx

 P (W/m 3 ) ậNhi tăl ngăt aăraătrongăm tăđ năv ăth ătích.

  d (W/m 2 ) ậ Thôngăl ngăngu nănhi tătheoăh ngăx,ă theoălu tăFourier.

 CP (J/kg/oC)ậNhi tădungăriêngăc aăv tăli uămôiătr ng.

 (kg/m 3 ) ậm tăđ ăkh iăc aăv tăli uămôiătr ng.

Trong việc tối ưu hóa nội dung cho SEO, việc lựa chọn từ khóa phù hợp và phân bố chúng một cách tự nhiên trong bài viết là rất quan trọng Để tăng cường khả năng hiển thị trên các công cụ tìm kiếm, nội dung cần phải rõ ràng, dễ đọc và có giá trị cho người dùng Bên cạnh đó, việc sử dụng các thẻ tiêu đề và mô tả meta cũng giúp cải thiện thứ hạng tìm kiếm Cuối cùng, việc xây dựng liên kết nội bộ và bên ngoài sẽ hỗ trợ tăng độ tin cậy và uy tín cho trang web của bạn.

Trongă tr ngă tháiă nă đ nhă (khôngă cóă s ă bi nă thiênă nhi tă theoă th iă gian)ă thìă ph ngătrìnhă(3.1)ăđ căvi tăl iănh ăsau [3]:

Nhằm nâng cao hiệu quả trong hoạt động kinh doanh, việc áp dụng các phương pháp tối ưu hóa quy trình là rất quan trọng Đặc biệt, trong bối cảnh thị trường cạnh tranh hiện nay, các doanh nghiệp cần chú trọng đến việc cải thiện năng suất và giảm thiểu chi phí Ngoài ra, việc sử dụng công nghệ thông tin trong quản lý cũng góp phần không nhỏ vào việc nâng cao hiệu quả hoạt động Do đó, các chiến lược phát triển bền vững và đổi mới sáng tạo là yếu tố then chốt giúp doanh nghiệp tồn tại và phát triển trong tương lai.

- ăd nănhi tăc aămôiătr ngăkhôngăkhíălƠăh ngăs

- Ngu nănhi tăđ căphơnăb ăđ uătrênăb ăm tădơyăd n.

4.2 Kh n ngămangădòngăc aăđ ng dây trên không

Theo nghiên cứu, dòng điện trên không là giải pháp hiệu quả cho phép truyền tải điện năng trong thời gian dài Nó không chỉ giúp giảm thiểu tổn thất năng lượng mà còn bảo vệ môi trường, giảm thiểu ô nhiễm không khí, và hạn chế tác động của gió, bão, và các yếu tố khí hậu khác Việc áp dụng công nghệ này sẽ mang lại nhiều lợi ích cho ngành năng lượng và cộng đồng xung quanh.

- C ăăhaiăăph ngăăphápăătínhăăđ căătrìnhăăbƠyătrongăIEEEăvƠăCIGREăđ uăd aă trênăc ăs ăc aănguyênălỦăcơnăb ngănhi t trongătr ngătháiăxácăl p,ăngh aălƠăđ ăt ngă nhi tăchínhăb ngăt năth tănhi t.ăTheoăCIGRE,ănguyênălỦănƠyăđ cătrìnhăbƠyăb iăbi uă th căsau [3]: w j s M i r c

 PjăălƠăđ ăt ngănhi tăb iăhi uă ngăJoule

 PsălƠăđ ăt ngănhi tădoăb căx m tătr i

 PMlƠăđ ăt ng nhi t do c ng h ng t

 PiălƠăđ ăt ngănhi tăb iăhi uă ngăv ngăquangă(ionăhoá).

 PrălƠăt năth tănhi tădoăb căx

 PcălƠăt năth tănhi tădoăđ iăl u.

VƠătheoăIEEEăph ngătrìnhă(3.3)ăđ căvi tăl iănh ăsau [3]: j s r c

Nh ăv y,ătiêuăchu năIEEEăb ăquaăbaăthƠnhăph năđ ăt ngănhi tădoătr ngăt ,ă đ ăt ngănhi tăb iăhi uă ngăv ngăquangăvƠăt năth tănhi tădoăbayăh i.

4.2.1 Nhi t do hi u ng Joule

T ngăquát,ă[3] nhi tăđ ăđ ngădơyăPjăph thu căvƠoăđi nătr ăvƠădòngăđi năch yă trongădơyăd năđ cătínhătoánăb iăph ngătrìnhăsau:

RAC:ă i nătr ăxoayăchi uăc aădơyăd năt iănhi tăđ ăkh oăsátă( /m)ăvƠăđ cătínhă b i:

R  R   T  T (4.6) lƠăđi nătr ăACăc aădơyăd nă ănhi tăđ ăT o o

Nhiệt độ trên bề mặt dây dẫn hôm nay dao động từ 0 °C đến 40 °C, ảnh hưởng đến khả năng dẫn điện của dây nhôm (Al) và dây dẫn lõi thép (ACSR) Để xác định giá trị điện trở, có thể sử dụng công thức R = (0,0036 ÷ 0,00403) K^-1, giúp đánh giá hiệu suất truyền tải điện của các loại dây dẫn này.

Nhi t do b c x m t tr i δ ngăh păth ăánhăsángăm tătr iăc aădơyăd năph ăthu căvƠoăc ngăđ ăánhă n ngăm tătr i,ăgócăph ngăv ăc aăm tătr i,ăv ătríăt ngăđ iăgi ăm tătr iăvƠădơyăd n,ă đ ngăkínhădơyăd n,ăh ăs ăh păth ăc aăb ăm tădơyăd n,ăchi uăcaoăc aădơyăd năsoă v iăm căn căbi n Để ngănhi tădơyăd nădoăb căx ăm tătr iăđ căxácăđ nhăb ngăbi uăth căsau: sin( ) 1000 s s s s k Q D.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ khám phá công thức arccos((os H) os (H - H)) và các yếu tố liên quan đến nó Đặc biệt, chúng tôi sẽ phân tích cách tính toán các thông số như góc Hc, Zc và Z1, cũng như ảnh hưởng của chúng đến hiệu suất năng lượng Các giá trị này sẽ được trình bày theo đơn vị W/m² và độ, nhằm giúp độc giả hiểu rõ hơn về mối liên hệ giữa các biến số trong hệ thống Hãy cùng tìm hiểu sâu hơn về các khía cạnh này để tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong các ứng dụng thực tiễn.

Cáp b c trung th 24kV

Cáp bọc trung thế 24kV là loại cáp được sử dụng để truyền tải và phân phối điện trên không Cáp này có điện áp định mức là 24 kV, tuân theo tiêu chuẩn Việt Nam 5935-2:2013, với các thông số 12/20(24) kV hoặc 12,7/20(24) kV.

- 12(12,7) kV là kh n ngăch uăđi n áp pha;

- 20 kV là kh n ngăch uăđi n áp dây;

- 24 kV là m căđi n áp cao nh t mà cáp có th chuăđ c khi có s daoăđ ng đi n áp trong quá trình v n hành

Nhi tăđ làm vi c dài h năchoăphépăđ i v i cáp là 90 0 C, nhi tăđ c căđ i cho phép là khi ng n m ch là 250 0 C v i th i gian không quá 5 giây

Cấu trúc cáp điện bao gồm ruột dẫn, màn chắn ruột dẫn và lớp cách điện, với bề mặt bên ngoài là một cấu trúc liên tục và có tính bền bỉ Cáp có cấp điện áp 12 kV và lớp cách điện của cáp bọc trung thế 24 kV thường được làm từ XLPE hoặc cao su EPR XLPE là vật liệu thông dụng nhất, trong khi bề mặt bên ngoài của các loại cáp thường được làm từ PVC hoặc HDPE.

Hình 2.1:C u trúc c a cáp b c trung th 24kV

Các ch ng lo i cáp b c trung th 24kV

Bao g m cáp trung th treo không v , cáp trung th treo không v có màn ch n ru t d n, cáp trung th treo có màn ch n ru t d n có v

Tiêu chu n áp d ng theo TCVN 5935-1995/IEC 502

- V t li u ru t d n: S iăđ ng c ng, s i nhôm c ng ho c s i nhôm c ng k t h p s i thép

- C u t o ru t d n: Ru t d n xo năđ ng tâm, không ép ch t

- Ch ng th m ru t d n: Cáp có ch ng th m ru t d n

Hình 2.2: Cáp trung th treo không v

Hình 2.3: Cáp trung th treo có màn ch n ru t d n, không v

Hình 2.4: Cáp trung th treo có màn ch n ru t d n, có v

Các công trình cáp b c

Ki u 1 : Cápăđiătrênăkhông,ăl p trên c tăđi n BTLT 12, BTLT 14m

Hình 2.5: Cáp b c trung th 24kVăđiătrênătr đi n

Ki u 2 : Cáp l păđ t t i các thi t b Recloser, LBS

Hình 2.6: Cáp b c trung th 24kV l păđ t t i các thi t b

Ki u 3 : Cáp t i các l ra c a tr m bi n áp 110kV

Hình 2.7: Cáp b c trung th 24kV l p t i các l ra c a TBA 110kV

Các ki u l păđ t cáp b c trên tr

Ki u 1: S d ng s cáchăđi nă24kVăđ đ dây cáp b căkhiăđiătrênătr

Hình 2.8: S d ng s cáchăđi năđ đ dây

Ki u 2: S d ng giáp níu và s cáchăđi năđ d ng dây trên tr

Trongăđ tài này, em ch năphơnătíchăđi nătr ng và quá trình nhi tătrongătr ng h p s d ng s cáchăđi năđ đ dây cáp b că24kVăđiătrênătr

CH NGă3 :PH NGăPHÁPăPHỂNăTệCHăPH N T H U H N FEM 3.1 NguyênălỦăc ăb n c aăph ngăphápăph n t h u h n

Theo nghiên cứu của Alexander Hrennikoff (1941) và Richard Courant, phương pháp phân tích cấu trúc trong xây dựng và kỹ thuật hàng không đã được phát triển để giải quyết các bài toán phức tạp trong lý thuyết Phương pháp này cung cấp những công cụ hữu ích cho việc phân tích và thiết kế các kết cấu chịu lực, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao trong ngành xây dựng.

Vào năm 1943, các nhà nghiên cứu đã phát triển nhiều phương pháp giải bài toán elliptic, bao gồm các phương pháp Rayleigh, Ritz và Galerkin Nghiên cứu này tập trung vào việc xác định quy tắc và tính chất của miền không sát mà không cần thay đổi công thức hay mã máy tính, từ đó tạo ra những biểu diễn rõ ràng và các hàm cần tìm trong miền không sát Do đó, các phương pháp này đã được áp dụng rộng rãi trong kỹ thuật và có tính hiệu quả cao.

Khi so sánh phương pháp FDTD với các công nghệ hiện có cho việc cập nhật trường trong mô phỏng miền thời gian, phương pháp này không đạt được hiệu quả cao Thay vào đó, việc sử dụng phương pháp tính toán khác có thể giúp cải thiện thời gian tính toán và hiệu suất máy tính.

Khi áp d ngăph ngăphápăph n t h u h nă(FEε)ăđ gi i m t h ph ngătrìnhă vi phân b t k , ti năhƠnhătheoă4ăb c sau:

1 Chia mi n th i gian thành s h u h n mi n con ho c ph n t ,

2 Xây d ngăcácăph ngătrình cho m t ph n t (mi n con) tiêu bi u,

3 L p ghép t t c các ph n t trong mi n l i gi i,

3.2.ăCácăph ngăphápăc ăb n trong ph n t h u h n

Bài toán giá tr biên t ngăquátăđ căđ nhăngh aăb ngăph ngătrìnhăviăphơnă trong mi n D theo [7] nh ăsau:

L: là toán t vi phân g: là hàm l c hay hàm ngu n kích thích f: là hàm c n tìm

Trong nghiên cứu về các phương trình vi phân, có sự liên quan chặt chẽ giữa các định luật vật lý như phương trình Poisson, phương trình Laplace và các dạng sóng như sóng vô tuyến, sóng vector, cùng với phương trình Maxwell Các điều kiện biên, bao gồm điều kiện Dirichlet và Neumann, đóng vai trò quan trọng trong việc phân loại các bài toán liên quan đến các điều kiện biên bậc x và tính kháng vật lý.

Theo [7], là một tập hợp ngắn gọn, trong đó bối toán giá trị biên được thiết lập trong các thành phần của biểu thức biên Các tiêu chí hóa phi hàm mà chúng ta đã cập nhật cần phải phù hợp với các điều kiện biên được đưa ra cho Giải pháp trình này sẽ thu thập lại giải xấp xỉ của bài toán.

Tr c h t,ăđ nhăngh aăm t tích n iănh ăsau:

   (3.2) đơyăd u * là ch liên h p ph c V iăđ nhăngh aănƠy,ăchúngătaăth y r ng n u toán t L là t liên h p thì

L i gi iăph ngătrìnhă(3.1)ăb ng vi c c c ti u hóa phi m hàm theo hàm f

F f   L f f    f g    g f  (3.5) đơyă f là m t hàm th , nó là l i gi i g năđúngăc a ph ngătrìnhă(3.1),ăt c là

L f  g (3.6) xácăđ nh l i gi i g năđúngăc aăbƠiătoánăbanăđ u, chúng ta gi thi t hàm th f trong (3.5) x p x b ng bi u th c

    (3.7) đơyăNj là các hàm n i suy và cj là các h s h ngăđ căxácăđnh, thay th

C c ti u hóa F f ( ), l yăđ o hàm riêng ph n cj và cho b ngă0,ătaăthuăđ c h ph ngătrìnhăđ i s tuy n tính

Ph ngătrìnhă(3.9b) vi tăd i d ng ma tr n:

V i các ph n t trong ma tr n [K] ij ( i j j i )

Ma tr nă[K]ălƠăđ i x ng k t h p v i tính ch t t liên h p c a toán t L, các thành ph n trong ma tr nă[K]ăđ c vi t l iănh ăsau: ij ( i ( j )

T ng quát: L i gi i c a ph ngătrìnhă(3.1)ălƠă(3.7) và các h s căđ c xác đnh b ng cách gi iăph ngătrìnhămaătr n (3.10)

Theo [7] lƠăph ngăphápăth ngăd ătr ng s ,ăph ngăphápănƠyăxácăđnh l i gi i b ng vi c tr ng s hóaăph ngătrìnhăviăphơn.

Gi thi t f là l i gi i c a (3.1), thay th f vào (3.1) ta có k t qu bi u di n d i d ng th ngăd ăkhácă0.

Nh ăv y, l i gi i g năđúngăt t nh t c a (3.1) s là l i gi i làm cho th ngăd ără ti n t i giá tr nh nh t có th t i t t c cácăđi m trong mi n l i gi i D L i gi i g n đúngăkhiăth aămưnăđi u ki n sau: i w i 0

Trongăđó:ăRi là tích phân th ngăd ătr ng s , wi là các hàm tr ng s

Phương pháp Galerkin là một kỹ thuật quan trọng trong việc phát triển các giải pháp chính xác cho các bài toán liên quan đến cơ học và kỹ thuật Phương pháp này sử dụng các hàm cơ sở để xây dựng các nghiệm gần đúng, giúp tối ưu hóa quá trình tính toán và nâng cao độ chính xác trong các ứng dụng thực tiễn.

T ngăt nh ăph ngăphápăRitz,ăl i gi i c aăph ngătrìnhă(3.1)ăchínhălƠă(3.7),ă hàm tr ng s đ c ch nănh ăsau: wi=Ni (i=ă1,ă2,ă3,ă…,N)

Tóm tắt: Phương trình (3.16) được xây dựng dựa trên phương trình ma trận (3.10), tuy nhiên ma trận [K] không đạt được tính xác định khi toán tử L là toán tử liên hợp Nếu toán tử L là toán tử liên hợp, các kết quả của phương pháp Galerkin trong phương trình sẽ đồng nhất với kết quả của phương pháp Ritz.

3.3.1 Bài toán giá tr biên m t chi u

Ta áp d ngăph ngăphápăph n t h u h n trong đ gi iăph ngătrìnhăviăphơnă b c 2 trong không gian m t chi u có d ng t ng quát [7]

Trongăđó:ă là hàm c n tìm; có th là h ng s đưăbi t ho c là các hàm s ( ràng bu c theo tính ch t v t lý c a hàm tính toán

Ph ngătrìnhă(3.17)ălƠăph ngătrìnhăm t chi u t ng quát, chu n cho các d ng ph ngătrìnhăδaplace,ăPoisson,ăHelmholtzătrongătr ngăđi n t gi i (3.17) ta c n thông tin v đi u ki n biên c a hàm f, nó có d ng:

Trongăđóă là các h ng s ho c hàm s choătr c,ăph ngătrìnhă(3.18) đ căcoiălƠăđi u ki n biên Dirichlet

3.3.2 Bài toán giá tr biên hai chi u

Xét bài toán giá tr biênăđ căđ nhăngh aăb ngăph ngătrìnhăviăphơnăb c 2 [7]

Trongăđó:ă là hàm c n tìm; có th là h ng s đưăbi t ho c là các hàm s ( ràng bu c theo tính ch t v t lý c a hàm tính toán

Ph ngătrìnhă(3.19)ălƠăph ngătrìnhăhaiăchi u t ng quát, chu n cho các d ng ph ngătrìnhăδaplace,ăPoisson,ăHelmholtzătrongătr ngăđi n t

Cácăđi u ki n biên g m có: trong mi n  1

Trongăđóă     1 2bi u di năcácăđ ngăđ ng m c ho c các biên bao mi n

D, n lƠăvect ăphápătuy n; là các tham s đưăbi tăliênăquanăđ n tính ch t v t lý c a mi n

3.3.3 Bài toán giá tr biên ba chi u

Xét bài toán giá tr biên trong không gian ba chi uăđ căđ nhăngh aăb ngăph ngă trình vi phân b c 2 [7]

Trongăđó:ă là hàm c n tìm; có th là h ng s đưăbi t ho c là các hàm s ( ràng bu c theo tính ch t v t lý c a hàm tính toán

Ph ngătrìnhă(2.21)ălƠăph ngătrìnhăhaiăchi u t ng quát, chu n cho các d ng ph ngătrìnhăδaplace,ăPoisson,ăHelmholtzătrongătr ngăđi n t

Cácăđi u ki n biên g m có: trong mi n S 1

TrongăđóăS   S 1 S 2bi u di n các b m t biên bao mi n D(x, y, z), n lƠăvect ă pháp tuy n; là các tham s đưăbi tăliênăquanăđ n tính ch t v t lý c a mi n

CH NGă4 : MÔ HÌNH TÍNH TOÁN TR NG NHI T , KH N NGă

MANG DÒNG C Aă NG DÂY TRÊN KHÔNG VÀ MÔ HÌNH TÍNH TOÁNăTR NGă I N

4.1 Ph ngătrìnhătruy n nhi t c aăđ ng dây trên không

Hình 4.1: Kh i vi phân trong phân tích truy n nhi t [3]

 kx (W/oC/m) ậ đ ă d nă nhi tăc a môi tr ng theo h ng x

  k (oCm/W) - nhi tătr ăsu tăc aămôiătr ngătheoăh ngă x

 x dT d ( oC/m) - gradientănhi tăđ ătheoăh ngăx

 P (W/m 3 ) ậNhi tăl ngăt aăraătrongăm tăđ năv ăth ătích.

  d (W/m 2 ) ậ Thôngăl ngăngu nănhi tătheoăh ngăx,ă theoălu tăFourier.

 CP (J/kg/oC)ậNhi tădungăriêngăc aăv tăli uămôiătr ng.

 (kg/m 3 ) ậm tăđ ăkh iăc aăv tăli uămôiătr ng.

Trong việc tối ưu hóa nội dung cho SEO, việc sử dụng từ khóa một cách tự nhiên và hợp lý là rất quan trọng Các từ khóa nên được phân bổ đều trong bài viết để tăng khả năng hiển thị trên các công cụ tìm kiếm Ngoài ra, việc xây dựng cấu trúc bài viết rõ ràng với tiêu đề, tiêu đề phụ và các đoạn văn ngắn gọn sẽ giúp người đọc dễ dàng tiếp cận thông tin Đừng quên thêm các liên kết nội bộ và liên kết ngoài để nâng cao độ tin cậy và chất lượng của nội dung Cuối cùng, việc thường xuyên cập nhật và cải thiện nội dung cũng là yếu tố then chốt để giữ vững thứ hạng trên các trang tìm kiếm.

Trongă tr ngă tháiă nă đ nhă (khôngă cóă s ă bi nă thiênă nhi tă theoă th iă gian)ă thìă ph ngătrìnhă(3.1)ăđ căvi tăl iănh ăsau [3]:

Những năm gần đây, ngành công nghệ thông tin đã có những bước phát triển mạnh mẽ, ảnh hưởng sâu rộng đến nhiều lĩnh vực khác nhau Sự gia tăng nhanh chóng của các ứng dụng công nghệ đã tạo ra nhiều cơ hội mới, đồng thời cũng đặt ra không ít thách thức cho người lao động Để thích ứng với xu hướng này, việc nâng cao kỹ năng và kiến thức chuyên môn là vô cùng cần thiết Các tổ chức và cá nhân cần chủ động tìm kiếm cơ hội học hỏi và phát triển bản thân trong môi trường làm việc hiện đại.

- ăd nănhi tăc aămôiătr ngăkhôngăkhíălƠăh ngăs

- Ngu nănhi tăđ căphơnăb ăđ uătrênăb ăm tădơyăd n.

4.2 Kh n ngămangădòngăc aăđ ng dây trên không

Theo nghiên cứu, dòng điện trên không là một phương pháp hiệu quả cho phép truyền tải điện năng trong thời gian dài Nó có khả năng giảm thiểu tác động đến môi trường, bao gồm cả gió, tiếng ồn và ô nhiễm không khí, đồng thời góp phần bảo vệ các yếu tố sinh thái xung quanh.

- C ăăhaiăăph ngăăphápăătínhăăđ căătrìnhăăbƠyătrongăIEEEăvƠăCIGREăđ uăd aă trênăc ăs ăc aănguyênălỦăcơnăb ngănhi t trongătr ngătháiăxácăl p,ăngh aălƠăđ ăt ngă nhi tăchínhăb ngăt năth tănhi t.ăTheoăCIGRE,ănguyênălỦănƠyăđ cătrìnhăbƠyăb iăbi uă th căsau [3]: w j s M i r c

 PjăălƠăđ ăt ngănhi tăb iăhi uă ngăJoule

 PsălƠăđ ăt ngănhi tădoăb căx m tătr i

 PMlƠăđ ăt ng nhi t do c ng h ng t

 PiălƠăđ ăt ngănhi tăb iăhi uă ngăv ngăquangă(ionăhoá).

 PrălƠăt năth tănhi tădoăb căx

 PcălƠăt năth tănhi tădoăđ iăl u.

VƠătheoăIEEEăph ngătrìnhă(3.3)ăđ căvi tăl iănh ăsau [3]: j s r c

Nh ăv y,ătiêuăchu năIEEEăb ăquaăbaăthƠnhăph năđ ăt ngănhi tădoătr ngăt ,ă đ ăt ngănhi tăb iăhi uă ngăv ngăquangăvƠăt năth tănhi tădoăbayăh i.

4.2.1 Nhi t do hi u ng Joule

T ngăquát,ă[3] nhi tăđ ăđ ngădơyăPjăph thu căvƠoăđi nătr ăvƠădòngăđi năch yă trongădơyăd năđ cătínhătoánăb iăph ngătrìnhăsau:

RAC:ă i nătr ăxoayăchi uăc aădơyăd năt iănhi tăđ ăkh oăsátă( /m)ăvƠăđ cătínhă b i:

R  R   T  T (4.6) lƠăđi nătr ăACăc aădơyăd nă ănhi tăđ ăT o o

Nhiệt độ của dây nhôm (Al) và dây lõi thép (ACSR) được xác định trong khoảng từ 0°C đến 100°C, với hệ số giãn nở nhiệt của chúng là (0,0036 ÷ 0,00403) K^-1.

Nhi t do b c x m t tr i δ ngăh păth ăánhăsángăm tătr iăc aădơyăd năph ăthu căvƠoăc ngăđ ăánhă n ngăm tătr i,ăgócăph ngăv ăc aăm tătr i,ăv ătríăt ngăđ iăgi ăm tătr iăvƠădơyăd n,ă đ ngăkínhădơyăd n,ăh ăs ăh păth ăc aăb ăm tădơyăd n,ăchi uăcaoăc aădơyăd năsoă v iăm căn căbi n ăt ngănhi tădơyăd nădoăb căx ăm tătr iăđ căxácăđ nhăb ngăbi uăth căsau: sin( ) 1000 s s s s k Q D.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá công thức arccos((os H) os (H - H)) để tính toán các yếu tố liên quan đến ánh sáng mặt trời Đặc biệt, chúng ta sẽ đề cập đến cường độ ánh sáng và các thông số như góc chiếu sáng, được đo bằng độ và radian Các thông số này bao gồm Hc, Zc và Z1, có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất năng lượng mặt trời Bài viết cũng sẽ trình bày các giá trị cường độ ánh sáng trung bình và cách tính toán chúng để tối ưu hóa việc thu nhận năng lượng từ ánh sáng mặt trời.

Nhiệt độ ảnh hưởng đến các điều kiện khí hậu và thời tiết, đặc biệt là trong mùa Việc điều chỉnh nhiệt độ có thể dẫn đến sự thay đổi trong môi trường sống của nhiều loài Trong bối cảnh hiện nay, chúng ta cần chú ý đến các tiêu chuẩn quốc tế để bảo vệ môi trường và duy trì sự cân bằng sinh thái.

Tình hình hiện tại đang chịu ảnh hưởng lớn từ những thay đổi trong môi trường xung quanh, với nhiều yếu tố tác động đến cuộc sống hàng ngày Sự phát triển công nghệ và xu hướng tiêu dùng mới đã tạo ra những thách thức và cơ hội cho các doanh nghiệp Đặc biệt, việc áp dụng các chiến lược tiếp thị hiệu quả sẽ giúp tăng cường sự hiện diện trên thị trường Để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng, các công ty cần chú trọng vào việc đổi mới và cải tiến sản phẩm Việc nắm bắt xu hướng và thay đổi trong hành vi của khách hàng sẽ quyết định sự thành công trong tương lai.

Trongăđó:ăPr lƠăt năth tănhi tădoăb căx ă[W/m],ă ălƠăh ăs ăphátăx ăthayăđ iă trongă ph mă viă t ă 0.27ă đ nă 0.95,ă B lƠă h ngă s ă Stefană ậ Boltzmann (5,67x10-8 W.m2.K 4 - [12]), TalƠănhi tăđ ăc aămôiătr ngăxungăquanhădơyăd n.

4.2.4ăT năth tănhi tăđ iăl u

T năth tănhi t đ iăl uăđ căxácăđ nh [3]:

TrongăđóăPclƠăt năth tănhi tădoăđ iăl uă[W/m],ăDălƠăđ ngăkínhădơyăd n,ă f là nhi tăd năsu tăc aăkhôngăkhíă[W.m -1 K -1 ], hc lƠăh ăs ătruy nănhi tăđ iăl uă[W/m 2 K] vƠăth ngăđ cătínhătheoăcôngăth căth cănghi m.

Bênăc nhăs ăNuăđ cătínhăb iă(4.10),ăm tăvƠiăh ăs ăc ngăđ căs ăd ngăđ ătínhă toánăt năth tănhi tăđ iăl uăđ cătrìnhăbƠyănh ăsau:ă w

 v - s ăReynolds. đơyăVw là t căđ gióă[m/s],ă ălƠăđ nh tăđ ng h c [m/s 2 ],ă r là m tăđ không khíăt ngăđ iă( r=ă /ă o, đơyă ălƠăm tăđ không khí t iăđ cao kh oăsát,ă o là m tăđ không khí t i m t bi n) r f

V i C là nhi t riêng c a không khí [J/kgK], đ nh tăđ ng h c c a không khí [kg/ms]

  - s ăGrashof. ăđơyănhi tăđ ătrungăbìnhăc aădơyăd nălƠăT f  0, 5( T c  T  )

4.2.4.1 Làm mát doăđ iăl uăt nhiên

QuáătrìnhălƠmămátădoăđ iăl uăt nhiên x y ra khi t căđ gióăđ căxemănh ăb ng khôngăvƠănh ăth nóăđ căxácăđ nh b i bi u th c sau [3]:

ăCácăph ngăphápăc ăb n trong ph n t h u h n

Kh n ngămangădòngăc aăđ ng dây trên không

Các công c s d ng trong bài toán truy n nhi t

T ng quan v s c cáp b c 24kV

Mô ph ng bài toán

ă ánhăgiáăk t qu th c hi n