PHÂN TÍCH HOẠT ĐỘNG sét TRÊN LÃNH THỔ VIỆT NAM dựa TRÊN hệ THỐNG ĐỊNH vị sét BLITZORTUNG và PHÂN TÍCH QUÁ độ sét CHO hệ THỐNG nối đất

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN -o0o - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP PHÂN TÍCH HOẠT ĐỘNG SÉT TRÊN LÃNH THỔ VIỆT NAM DỰA TRÊN HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ SÉT BLITZORTUNG VÀ PHÂN TÍCH QUÁ ĐỘ SÉT CHO HỆ THỐNG NỐI ĐẤT ANALYSIS OF LIGHTNING ACTIVITY IN VIETNAM BASED ON BLITZORTUNG LIGHTNING LOCATION SYSTEM AND LIGHTNING TRANSIENT ANALYSIS OF GROUNDING SYSTEMS GVHD: TS.NGUYỄN NHẬT NAM ThS VŨ ĐỨC QUANG SVTH: TRẦN HỮU PHÚC MSSV: 1512550 TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG NĂM 2019 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Nhật Nam LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh suốt bốn năm học tập mái trường đại học ,bằng lòng nhiệt huyết với nghề, thầy cô truyền đạt kiến thức quý báu chuyên môn học sống giúp sinh viên chúng em trở thành kỹ sư tương lai vừa vững vàng chuyên mơn vừa hồn thiện đạo đức lối sống Những giảng thầy cô hành trang theo em suốt chặng đường đời Đầu tiên em xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Nhật Nam - người thầy tâm huyết, tận tình hướng dẫn em suốt thời gian làm đề tài này, tạo điều kiện để em hồn thành luận văn cách tốt Em xin cảm ơn anh Vũ Đức Quang - Phó Phịng Hệ Thống Điện Và Thiết Kế 3D Công ty cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện (PECC2) thuộc Tập đoàn điện lực Việt Nam (EVN) giúp đỡ em việc sử dụng phần mềm phục vụ làm luận văn cung cấp số liệu thực tế đường dây truyền tải Em xin cảm ơn TS Maria Lorentzou – National Technical University of Athens (Đại Học Quốc Gia Kỹ Thuật Athens) phản hồi email thắc mắc em đề tài nghiên cứu Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình bạn bè – đặc biệt hai người bạn Phan Văn Hưởng Lê Hải Đăng em thực phần đầu Luận Văn Gia đình bạn bè đồng hành, động viên em sống, trình học tập, thời gian thực luận văn Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 03 tháng 06 năm 2019 Sinh viên Trần Hữu Phúc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Nhật Nam GIỚI THIỆU Sét hay tia sét tượng phóng điện khí đám mây đất hay đám mây mang điện tích khác dấu đơi xuất trận phun trào núi lửa hay bão bụi (cát) Đối với hệ thống truyền tải phân phối điện, việc bảo vệ chống sét thiếu quan trọng việc cung cấp điện liên tục tới phụ tải quan trọng đảm bảo chất lượng, độ tin cậy điện cho lưới điện Vì đồ mật độ sét cơng cụ quan trọng hữu ích tính tốn chống sét cho cơng trình dân dụng lưới truyền tải Dữ liệu đồ mật độ sét cần cập nhật theo thời gian biến đổi khí hậu khơng ngừng, dẫn tới tượng sét xảy khó lường trước Quá độ toán quan trọng lĩnh vực hệ thống điện mà nhiều tượng liên quan đến ngắn mạch, chống sét, cố ngắn mạch, đóng cắt tụ bù Quá độ sét toán độ thường xuyên xảy hệ thống điện cần phải giải Trong tượng độ sét, tất phải xảy điện cực nối đất Do nghiên cứu tính tốn điện áp, dòng điện điện cực nối đất độ sét cách xác giúp nghiên cứu sau trường từ, trường điện sinh xung quanh điện cực nối đất chuẩn xác Từ nghiên cứu đưa giải pháp an toàn cho người vật trường hợp sét đánh Luận văn với đề tài : PHÂN TÍCH HOẠT ĐỘNG SÉT TRÊN LÃNH THỔ VIỆT NAM DỰA TRÊN HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ SÉT BLITZORTUNG VÀ PHÂN TÍCH QUÁ ĐỘ SÉT CHO HỆ THỐNG NỐI ĐẤT thực phần mềm thương mại EMTP Phòng Hệ Thống Điện Và Thiết Kế 3D- Công ty cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện (PECC2) thuộc Tập đoàn điện lực Việt Nam (EVN)với số liệu thực tế cung cấp giúp giải phần hai vấn đề đặt Nội dung luận văn gồm có phần : Chương : Giới thiệu trang web Blitzortung.org cung cấp liệu sét giới Chương : Ứng dụng phần mềm Global Mapper việc vẽ đồ mật độ sét Việt Nam Chương : Mơ hình phân tích q độ sét cho hệ thống nối đất xây dựng EMTP Chương : Phân tích độ sét cho hệ thống nối đất thực tế Chương : Kết luận chung LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Nhật Nam MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH .6 DANH MỤC BẢNG BIỂU .9 CHƯƠNG : GIỚI THIỆU VỀ TRANG WEB BLITZORTUNG.ORG TRONG CUNG CẤP DỮ LIỆU SÉT TRÊN THẾ GIỚI 10 1.1) GIỚI THIỆU VỀ TRANG WEB CUNG CẤP DỮ LIỆU SÉT PHI LỢI NHUẬN TOÀN CẦU BLITZORTUNG.ORG 10 1.2) TỔNG QUAN VỀ CÁC THIẾT BỊ VÀ DỮ LIỆU THU THẬP .11 CHƯƠNG : ỨNG DỤNG GLOBAL MAPPER TRONG VẼ BẢN ĐỒ MẬT ĐỘ SÉT VIỆT NAM 15 2.1) GIỚI THIỆU VỀ GLOBAL MAPPER 15 2.2) HƯỚNG DẪN THIẾT LẬP BẢN ĐỒ MẬT ĐỘ SÉT BẰNG GLOBAL MAPPER .16 CHƯƠNG : MƠ HÌNH PHÂN TÍCH Q ĐỘ SÉT CHO HỆ THỐNG NỐI ĐẤT XÂY DỰNG TRÊN EMTP 28 3.1) GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ EMTP 28 3.1.1) Lịch sử hình thành phát triển 28 3.1.2) Ứng dụng EMTP vào mơ phân tích độ hệ thống điện 29 3.2) LÝ THUYẾT CHUNG VỀ MƠ HÌNH ĐIỆN CỰC NỐI ĐẤT 36 3.2.1) Giới thiệu tổng quan 36 3.2.2 ) Mơ hình PI cho điện cực nối đất .36 3.2.3 ) Mơ hình JMARTI phân tích điện cực nối đất 38 3.3) ỨNG DỤNG EMTP WORKS MƠ PHỎNG PHÂN TÍCH QUÁ ĐỘ SÉT 41 3.3.1) Xây dựng mô hình PI cho điện cực nối đất 42 3.3.2 ) Xây dựng mơ hình điện cực nối đất phụ thuộc tần số JMARTI .50 CHƯƠNG : PHÂN TÍCH QUÁ ĐỘ SÉT CHO HỆ THỐNG NỐI ĐẤT TRÊN MÔ HÌNH ĐƯỜNG DÂY THỰC TẾ 61 4.1) PHÂN TÍCH DỮ LIỆU THỰC TẾ 61 4.1.1) Hệ thống đường dây truyền tải 220kV Phú Lâm – Bình Tân 61 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Nhật Nam 4.1.2) Xây dựng mơ hình đường dây EMTP 63 4.2) MÔ PHỎNG QUÁ ĐỘ SÉT TRÊN ĐƯỜNG DÂY VÀ QUAN SÁT ĐIỆN ÁP TRÊN ĐIỆN CỰC NỐI ĐẤT GIỮA CÁC CỘT TRUYỀN TẢI .73 4.2.1 ) Sét đánh vào đường dây chống sét 73 4.2.2 ) Sét đánh vào dây pha 75 CHƯƠNG : KẾT LUẬN CHUNG 77 5.1 ) KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐƯỢC .77 5.2) HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN VĂN 77 PHỤ LỤC A 78 PHỤ LỤC B 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Nhật Nam DANH MỤC HÌNH ẢNH CHƯƠNG Hình 1.1: Ngun tắc xác định sét đầu thu tín hiệu dự án Blitzortung 11 Hình 1.2: Cách đăng nhập tài khoản mật Blitzortung 12 Hình 1.3: Cách truy xuất liệu từ Blitzortung .12 Hình 1.4: Cách truy xuất liệu sét theo tọa độ Blitzortung 12 Hình 1.5: Tải liệu sét theo dạng CSV Blitzortung 13 Hình 1.6 : Mẫu liệu thu từ Blitzortung .13 Hình 1.7: Chuyển đổi thời gian Excel 14 Hình 1.8: Mẫu liệu thu qua xử lý Excel .14 CHƯƠNG Hình 2.1 : Hình ảnh minh họa cho phần mềm Global Mapper .15 Hình 2.2: Giao diện phần mềm Global Mapper 16 Hình 2.3: Bản đồ mật độ sét từ liệu tháng cuối năm 2017 Việt Nam 27 Hình 2.4: Bản đồ mật độ sét từ liệu năm 2017 Việt Nam 27 CHƯƠNG Hình 3.1: Các lớp thiết kế liệu EMTP 33 Hình 3.2: Mơ hình PI đơn giản cho điện cực nối đất gồm thành phần R,L,C [3] 36 Hình 3.3: Mơ hình PI cho toàn điện cực nối đất chia thành đoạn nhỏ tương đương [3] 37 Hình 3.4: Mơ hình điện cực nối đất chôn ngang theo phương pháp Jmarti [13] 38 Hình 3.5: Đồ thị điện áp theo thời gian điện cực nối đất với vị trí 0m ,20m, 40m [3] 40 Hình 3.6: Đồ thị điện áp theo thời gian điểm đầu điện cực (a) mơ hình JMARTI (b) mơ hình PI (c) điểm cuối điện cực [3] theo phương pháp chơn ngang – dọc 40 Hình 3.7:Mơ hình điện cực nối đất chôn ngang 41 Hình 3.8: Mơ hình điện cực nối đất chôn theo chiều dọc .41 Hình 3.9: Dịng Cigre EMTP Works .42 Hình 3.10 : Các thành phần R,L,C thư viện EMTP Works 42 Hình 3.11 : Cài đặt thơng số cho dịng CIGRE EMTP Works 43 Hình 3.13:Nhập thơng số tính tốn R,L,C vào EMTP Works .45 Hình 3.14 : Mơ hình PI lập từ tính tốn EMTP Works 45 Hình 3.15: Xuất đồ thị điện áp theo thời gian đoạn điện cực mô 46 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Nhật Nam Hình 3.16 : Chỉnh thời gian mơ tính tốn EMTP Works 46 Hình 3.17 : Kết mơ EMTP Works điện áp điện cực nối đất theo thời gian vị trí 0m,20m,40m mơ hình PI 47 Hình 3.18 : Kết mơ EMTP Works điện áp điện cực nối đất theo thời gian đoạn 60m, 80m, 100m dọc điện cực nối đất mơ hình PI 48 Hình 3.19 : Đồ thị điện áp trị đỉnh phân bố theo chiều dài điện cực nối đất mơ hình PI 49 Hình 3.20 : Thuật tốn chương trình tính toán viết Fortran .51 Hình 3.21 : Sơ đồ ngun lý mơ hình đường dây phụ thuộc tần số EMTP [10] 53 Hình 3.22 : Mơ hình chi tiết file liệu đầu vào đường dây phụ thuộc tần số EMTP 54 Hình 3.23 : Mơ hình đường dây phụ thuộc tần số EMTP .56 Hình 3.24 : Cửa sổ chọn liệu mơ hình FD EMTP 56 Hình 3.25 : Module Vscope EMTP 56 Hình 3.26 : Mơ hình điện cực nối đất theo mơ hình phụ thuộc tần số JMARTI EMTP 57 Hình 3.27 : So sánh đồ thị điện áp đầu điện cực nối đất (1m) mơ hình PI mơ hình JMARTI với thơng số điện cực nối đất dòng sét tương tự 57 Hình 3.28 : So sánh đồ thị điện áp điện cực nối đât vị trí 20m mơ hình PI mơ hình JMARTI 58 Hình 3.29 : Đồ thị so sánh giá trị đỉnh điện áp vị trí điện cực nối đất mơ hình PI mơ hình JMARTI .59 Hình 3.30 : Đồ thị điện áp vị trí đầu điện cực chôn dọc so với chôn nằm ngang có thơng số 60 Hình 3.31 : Đồ thị điện áp vị trí đầu điện cực chôn dọc so sánh mô hình PI JMARTI có thơng số 60 CHƯƠNG Hình 4.1 : Mơ hình đường dây phụ thuộc tần số EMTP .63 Hình 4.2 : Module Line Data Cable Data EMTP .63 Hình 4.3 : Thơng số đường dây Phú Lâm – Bình Tân nhập mơ hình đường dây FD .65 Hình 4.4: Chi tiết mơ hình dường dây phụ thuộc tần số FD Phú Lâm – Bình Tân EMTP 65 Hình 4.5 : Module nguồn với trở kháng ( V with impedance) .66 Hình 4.6 : Thơng số nhập Module nguồn cho trạm Phú Lâm 66 Hình 4.7 : Tạo Module EMTP 67 Hình 4.8 : Giao diện Module cột truyền tải tạo thiết kế EMTP 67 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Nhật Nam Hình 4.9 : Giao diện dịng sét đánh vào đường dây tạo EMTP 68 Hình 4.10 : Giao diện mơ hình điện cực nối đất phân tích theo phương pháp JMARTI 68 Hình 4.11: Hộp thoại báo yêu cầu tạo mạch cho Module 68 Hình 4.12 : Cài đặt thông số cho trở kháng dây nối đất 69 Hình 4.13 : Thơng số khai báo tính tốn trở kháng cho cột truyền tải 69 Hình 4.14: Module Flash Over Switch 70 Hình 4.15 : Thơng số chuỗi sứ cách điện khai báo EMTP 70 Hình 4.16 : Mơ hình mạch đầy đủ cột truyền tải 71 Hình 4.17 : Mơ hình mạch cho dòng sét 71 Hình 4.18 : Mơ hình mạch cho điện cực nối đất .71 Hình 4.19: Mơ hình đường dây 220kV hồn chỉnh Phú Lâm – Bình Tân EMTP 72 Hình 4.20: Mơ hình subcircuit 10 cột truyền tải tương ứng 3km xây dựng EMTP 72 Hình 4.21 : Thiết lập thời gian mơ cho mơ hình sét đánh vào đường dây Phú Lâm – Bình Tân 72 Hình 4.22 : Hình ảnh trụ truyền tải xuất phát từ trạm Phú Lâm ( SV thực hiện) 73 Hình 4.23 : Mơ hình sét đánh vào đường dây chống sét cột rời trạm Phú Lâm .73 Hình 4.24 : Đồ thị điện áp cọc nối đất theo trụ truyền tải sét đánh vào đường dây chống sét đoạn Phú Lâm – Bình Tân 74 Hình 4.25 : Đồ thị trị đỉnh điện áp theo thứ tự trụ sét đánh vào dây chống sét đường dây 220kV Phú Lâm – Bình Tân 75 Hình 4.26 : Đồ thị điện áp cọc nối đất theo trụ truyền tải sét đánh vào pha A đoạn Phú Lâm – Bình Tân .75 Hình 4.27: Đồ thị điện áp cọc nối đất theo trụ truyền tải sét đánh vào pha C đường dây 220kV Phú Lâm – Bình Tân 76 Hình 4.28 : Đồ thị điện áp cọc nối đất theo trụ truyền tải sét đánh vào pha B đường dây 220kV Phú Lâm – Bình Tân 76 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Nhật Nam DANH MỤC BẢNG BIỂU CHƯƠNG Bảng 3.1: Phân loại dải tần số EMTP 32 Bảng 3.2 : Giá trị đỉnh điện áp cọc nối đất theo chiều dài tính tốn theo mơ hình PI .48 Bảng 3.3 :Hằng số điện mơi số loại vật chất theo Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ số 29 52 Bảng 3.4: Giá trị đỉnh điện áp cọc nối đất theo chiều dài tính tốn theo mơ hình Jmarti 58 CHƯƠNG Bảng 4.1: Thơng số chi tiết đường dây 220 kV từ trạm Phú Lâm Bình Tân 61 Bảng 4.2: Bảng thông số cọc nối đất cột truyền tải đường dây Phú Lâm – Bình Tân 62 Bảng 4.3 : Điện áp trị đỉnh điện cực nối đất theo trụ truyền tải 74 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Nhật Nam CHƯƠNG : GIỚI THIỆU VỀ TRANG WEB BLITZORTUNG.ORG TRONG CUNG CẤP DỮ LIỆU SÉT TRÊN THẾ GIỚI 1.1) GIỚI THIỆU VỀ TRANG WEB CUNG CẤP DỮ LIỆU SÉT PHI LỢI NHUẬN TOÀN CẦU BLITZORTUNG.ORG Blitzortung.org [1] trang web thức mạng lưới phát sét phi thương mại có quy mơ toàn giới Mục tiêu dự án để đạt mạng lưới vị trí thu sét tồn giới có chi phí thấp đồng thời có độ xác cao dựa số lượng đầu thu lớn đặt gần nhau, thường cách từ 50km - 250km Các trạm thu sét truyền liệu chúng đến máy chủ trung tâm, nơi vị trí sét đánh tính tốn thời gian độ trễ tín hiệu Các nhà phát triển tình nguyện viên tự mua lắp ráp phần cứng Đơn cử Nhật Bản dự án đã lắp đặt cảm biến sét 24 địa điểm khắp Nhật Bản, ví dụ Hokkaido, Tokyo, Okinawa, Ogasawara v.v Các tổn thất kinh tế sét đánh gây lớn Định vị vị trí sét cần thiết cơng tác phịng chống thiên tai hạn chế điện sét đánh vào trạm biến áp đường dây truyền tải khu vực dân cư Hệ thống định vị sét thương mại thông thường chủ yếu hệ thống thuộc sở hữu công ty thời tiết công ty điện lực, nơi liệu cung cấp thông tin công khai với khu vực rộng quốc gia hay miền, liệu chi tiết bảo mật phải tốn khoản phí để cung cấp Mặt khác, tiến công nghệ IoT, việc kiểm soát trạm thu, thiết bị cảm biến sét trở nên dễ dàng cách sử dụng mạng Internet việc mua lắp đặt thiết bị trở nên khả thi chi phí giảm Theo đó, dự án “Blitzortung” đời nhằm mục đích thực mạng lưới phát sét toàn cầu phi thương mại cách sử dụng trang web Blitzortung.org với nguồn liệu mở thu từ trạm thu đạt nhờ tiến công nghệ Dự án “Blitzortung” bắt đầu vào năm 2012 Giáo sư Egon Wanke Đại học Heinrich Heine Đức, mạng lưới thiết lập điều hành tình nguyện viên xây dựng trang web nhận riêng họ tự mua lắp ráp dụng cụ Dữ liệu sét tọa độ vị trí tia chớp công bố công khai thời gian thực qua internet Lưu ý 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Nhật Nam Hình 4.24 : Đồ thị điện áp cọc nối đất theo trụ truyền tải sét đánh vào đường dây chống sét đoạn Phú Lâm – Bình Tân Nhận xét : Đồ thị điện áp cọc nối đất trụ khác khơng tương đồng dạng đồ thị có xuất sóng phản xạ đường dây Tuy nhiên điện áp trụ đạt giá trị đỉnh sau ổn định dần dao động quanh trục hoành đồ thị điện áp tới có sóng phản xạ làm biên độ dao động lại dần Trong đồ thị điện áp điện cực nối đất trụ sau trị đỉnh giảm dần Trụ truyền tải Trị đỉnh (V) 2347580 1390220 998695 893935 812526 752319 724121 701232 Bảng 4.3 : Điện áp trị đỉnh điện cực nối đất theo trụ truyền tải 79 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Nhật Nam 2500000 Điện áp (V) 2000000 1500000 1000000 500000 Trụ truyền tải Hình 4.25 : Đồ thị trị đỉnh điện áp theo thứ tự trụ sét đánh vào dây chống sét đường dây 220kV Phú Lâm – Bình Tân Nhận xét : Trị đỉnh giảm mạnh trụ gần kế trụ bị sét đánh ( trụ 2,3) sau giảm chậm dần với trụ 4.2.2 ) Sét đánh vào dây pha Ta cho dòng sét đánh vào pha tương tự sét đánh vào dây chống sét Quan sát điện áp điện cực nối đất trường hợp sét đánh vào pha A,B,C Hình 4.26 : Đồ thị điện áp cọc nối đất theo trụ truyền tải sét đánh vào pha A đoạn Phú Lâm – Bình Tân 80 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Nhật Nam Hình 4.27 : Đồ thị điện áp cọc nối đất theo trụ truyền tải sét đánh vào pha B đường dây 220kV Phú Lâm – Bình Tân Hình 4.28: Đồ thị điện áp cọc nối đất theo trụ truyền tải sét đánh vào pha C đường dây 220kV Phú Lâm – Bình Tân Nhận xét : Điện áp cọc nối đất sét đánh có dạng đồ thị tương đồng trị đỉnh giảm dần theo thứ tự trụ xa dần vị trí sét đánh Xuất phản xạ điện áp mô độ sét tất trường hợp mô phỏng, điện áp có chiều hướng ổn định dần lại thay đổi đột ngột có dạng sóng đặc trưng lặp lặp lại (một số có gai điện áp) suốt trình phản xạ điện áp biên độ giảm dần 81 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Nhật Nam CHƯƠNG : KẾT LUẬN CHUNG 5.1 ) KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐƯỢC Luận văn xây dựng liệu đồ mật độ sét toàn Việt Nam dựa sở liệu thu vào năm 2017 trang web Blitzortung Cơ sở liệu khơng thu lại vị trí mà thu cường độ, thời gian sét xảy có khả làm liệu nghiên cứu sau cho luận văn khóa Mơ hình hóa thành cơng q độ sét điện cực nối đất hai mơ hình : Mơ hình PI mơ hình JMARTI Lập trình chương trình tính tốn thơng số đặc thù cho mơ hình điện cực nối đất phụ thuộc tần số Từ chạy mơ EMTP thu số liệu dạng đồ thị, sau so sánh lập biểu đồ rút kết luận quan trọng Mơ hình điện cực nối đất phụ thuộc tần số giúp tăng độ xác làm tiền đề cho phân tích độ sét cho nghiên cứu sau điện cực nối đất Lập mơ hình điện cực nối đất cho đường dây thực tế, giả lập sét đánh vào cột truyền tải thực tế Khảo sát giá trị dạng đồ thị mô thu EMTP Đưa kết luận mơ hình thực tế 5.2) HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN VĂN Luận văn có khả phát triển thêm nghiên cứu trường điện trường từ phân bố mặt đất có độ sét điện cực nối đất Khảo sát thêm độ tin cậy, an toàn, điện áp bước đất có dịng sét chạy qua điện cực nối đất Có thể xây dựng thêm mơ hình nối đất khác nhằm phục vụ thêm cho việc phân tích hệ thống nối đất đặc thù cho trạm biến áp, nhà máy điện đặc biệt nhà máy điện gió, nhà máy điện mặt trời xu lượng cho tương lai 82 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Nhật Nam PHỤ LỤC A Chương trình viết Fortran 77 sau c program tinhtoancocnoidat c common/blk1/gammap,mcond,pi,w,a,scond,econd,msoil,ssoil,esoil, emden,z,j dimension h(22) complex*16 j,gammap,gamma,ztotal,ytotal,gfnctio,afnctio,x,y, zinternal,z0,y0,g0,gx0,z1,y1,g1,gx1,z2,y2,g2,gx2,gx,h,GXX complex*16 zcw real*8 mcond,pi,w,a,scond,econd,tol,z111,h1,f,z112 real*8 msoil,ssoil,esoil,emden,z,fstart,length,lgvar,depth,magnitudezc,phasezc,magnitudeA,phaseA write(*,*)'Nhap thong so ' c write(*,*)'Ban kinh cua coc noi dat (m) ' read(*,*) a pi=3.14159265400 w=2.*pi*f h(0)=(.01,.01) h(1)=(10.,10.) emden=8.854*1.d-12 // độ thẩm điện tuyệt đối msoil=4.*pi*1.d-7 // Độ thẩm từ đất write(*,*) 'esoil=? ( Hang so dien moi cua dat ) ' // Nhập số điện môi đất read(*,*) esoil write(*,*) 'ssoil=? ( Do dan dien cua dat ) ' // Nhập độ dẫn điện đất read(*,*) ssoil write(*,*) 'tol=? (Sai so cho phep)' // Nhập sai số cho phép read(*,*) tol 83 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Nhật Nam write(*,*)'chieu dai coc chon sau ?(m) ' read(*,*)length length = length/1000 write(*,*)'coc chon nam ngang ? = true = false ' read(*,*)lgvar if( lgvar EQ 1) then write(*,*)'do sau chon coc m ? ' read(*,*)depth endif mcond=4.*pi/1.d+7 scond=0.58*1.d+8 // Độ thẩm từ đồng //Độ dẫn điện đồng econd=8.854*1.d-11 // Độ thẩm điện đồng j=(0,1) 500 k=0,8 c 400 i=1,9 f=i*(10.**k) w=2.*pi*f WRITE(*,*)'f = ',f,'hz ' gx0=h(k) call ztot(gx0,z0,y0,g0) gx1=h(k+1) call ztot(gx1,z1,y1,g1) nnk=0 gx=gx1-(g1*(gx1-gx0))/(g1-g0) if (cdabs(gx-gx1).lt.tol) goto 10 nnk=nnk+1 gx0=gx1 g0=g1 gx1=gx 84 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Nhật Nam call ztot(gx,ztotal,ytotal,g1) if(nnk.gt.100) then WRITE(*,*) 'failure after 100 iterations' goto 400 endif goto 10 CONTINUE call ztot(gx,ztotal,ytotal,g1) z111=cdabs(ztotal) c h1=-8.686*(real(gamma)) c write(2,*)f,' ',h1 continue call zint(zinternal) z112=cdabs(cdsqrt(ztotal*ytotal)) zcw=cdsqrt(ztotal*ytotal) // Trở kháng đặc trưng Zc(w) write(*,*)'Zc(w) = ',zcw c magnitudezc = 20*(log(dsqrt(real(zcw)**2 + aimag(zcw)**2))) phasezc = atan(real(zcw)/aimag(zcw)) write(*,*)'magnitude Zc(w) = ',magnitudezc write(*,*)'phase Zc(w)',phasezc c write(1,*)f,' ',z112,z112/(2.*3.1415*f) z112=20*dlog10(z112) write(7,*)f,' ',z112 C write(2,*)f,' ',-8.686*(real(cdsqrt(ztotal/ytotal))) GXX=cdsqrt(ztotal/ytotal) C GXX=-length*GXX 85 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Nhật Nam C GXX=cdexp(GXX) // Đáp ứng lan truyền A(w) C Z112=CDABS(GXX) C Z112=dlog10(Z112) C Z112=20.*Z112 C C Z112=20.*dlog10(cdabs(cdexp(-length*cdsqrt(ztotal/ytotal)))) write(2,*)f,' ',Z112 write(*,*),'Y Total = ',ytotal write(*,*),'Z Total = ',ztotal Write(*,*)'Zi = ',zinternal Write(*,*)'A(w) = ',GXX C magnitudeA = 20*(log(dsqrt(real(GXX)**2 + aimag(GXX)**2))) phaseA = atan(real(GXX)/aimag(GXX)) write(*,*)'magnitude A(w) = ',magnitudeA write(*,*)'phase A(w) ',phaseA Write(*,*)' ' 400 continue gamma=cdsqrt(ztotal/ytotal) h(k+2)=gamma 86 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Nhật Nam 500 continue 600 close(7) close(8) close(2) close(1) stop end c -subroutine ztot(gamma,ztotal,ytotal,gfnctio) //Chương trình tính Z’ Y’ c c common/blk1/gammap,mcond,pi,w,a,scond,econd,msoil,ssoil,esoil, emden,z,j complex*16 j,gammap,gamma,ztotal,ytotal,gfnctio,x,y,zinternal,z0, y0,g0,gx0,z1,y1,g1,gx1,z2,y2,g2,gx2 real*8 mcond,pi,w,a,scond,econd real*8 msoil,ssoil,esoil,emden,z,lgvar c gammap = cdsqrt(j*w*msoil*(ssoil+j*w*emden*esoil)) gx2=gammap*gammap+gamma*gamma if (lgvar EQ 0) then x=1.12/(cdsqrt(gammap*gammap+gamma*gamma)*a) call logarithm(x,y) call zint(zinternal) ztotal=zinternal+(j*w*2./(10**7))*y gx2=(j*w*msoil/(2.*pi))*y x=(cdsqrt(gammap*gammap+gamma*gamma)*a)/3.56 call logarithm(x,y) ytotal=(1/(2.*pi*(ssoil+j*w*emden*esoil)))*y gfnctio=cdsqrt(ztotal/ytotal)-gamma 87 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Nhật Nam else x=1.85/(cdsqrt(gammap*gammap+gamma*gamma)*dsqrt(depth*a*2)) call logarithm(x,y) call zint(zinternal) ztotal=zinternal+(j*w*2./(10**7))*y x = 1.12/(gamma*(2*a*depth)) call logarithm(x,y) ytotal=(1/(pi*(ssoil+j*w*emden*esoil)))*y gfnctio=cdsqrt(ztotal/ytotal)-gamma endif end c c -subroutine zint(zinternal) // Chương trình tính Zi c -common/blk1/gammap,mcond,pi,w,a,scond,econd,msoil,ssoil,esoil, emden,z,j complex*16 gammac,zinternal,j,b,y,try,r1,r2,y1,r,gammap real*8 mcond,pi,w,a,scond,econd real*8 msoil,ssoil,esoil,emden,z,fstart c j=(0.,1.) pi=3.14159265400 gammac=cdsqrt(j*w*mcond*(scond+j*w*emden)) r=gammac*a r1=r*(0.,1.) call Bessel0(r*j,y) call Bs1(r1,r2) c y1=r2/j 88 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Nhật Nam zinternal=((j*w*mcond*y)/(2*pi*a*gammac*y1)) return end c -subroutine Bessel0(x,y) //Chương trình tính c -complex*16 sum,x,y real*8 prod nmax=10 sum=1.0 10 n=1,nmax prod=1.0 20 i=1,n prod=prod*(2*i)**2 20 continue sum=sum+(-1.0)**n*x**(2*n)/prod 10 continue y=sum return end c -subroutine Bs1(x,y1) //Chương trình tính c -complex*16 sum,x,y1 real*8 prod nmax=10 sum=x/2.d0 10 n=1,nmax 89 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Nhật Nam prod=(2.0*n+2.0) 20 i=1,n prod=prod*(2*i)**2 20 continue sum=sum+(-1.0)**n*x**(2*n+1)/prod 10 continue y1=sum return end c -subroutine logarithm(x,y) //Chương trình tính log x/y = y c -complex*16 x,y,u1,u2,u3,u4,u5,j,ten real*8 a,b,c,d,r1,r2,r3 c ten=(10.0,0.) y=cdlog(x)/cdlog(ten) return end 90 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Nhật Nam PHỤ LỤC B Chương trình viết Matlab để tìm k j , p j rawdata = xlsread('datafromfortran.xlsx'); % Doc du lieu tu file excel chua du lieu tinh toan tu fortran frequency = rawdata(:,1); % Doc mien tan so tai cot realresponse = rawdata(:,2); % Doc phan thuc cua dap ung tan so tai cot imgresponse = rawdata(:,3); % Doc phan ao cua dap ung tan so tai cot response = realresponse + i*imgresponse; data = frd(response,frequency); data = chgFreqUnit(data,'Hz') % Tao du lieu dap ung tan so va chuyen mien tan so sang hz transferfunction = tfest(data,25,25) % Uoc tinh ham truyen poles = pole(transferfunction); % Tim pj % H(s)= K(s)/Q(s)= (s-zeros)/(s-poles)=(s-zj)/(s-pj) zeros = zero(transferfunction) for n = 1:25 for m = 1:25 A = A*(poles(n)-zeros(m)) % K(pj) end for l = 1:(n-1) B = B*(poles(l)-poles(n)) for h = (n+1):25 C = C*(poles(h)-poles(n)) %Q(pj) end k(n) = A/(B*C); %kj = (s-pj)*H(s):s = pj end % Dung vong lap tim kj 91 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Nhật Nam TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] A study of lightning location system (Blitz) based on VLF sferics – Tomomi Narita, Department of Electrical and Electronic Engineering Shonan Institute of Technology, Kanagawa, Japan [2] Website : http://en.blitzortung.org [3] EMTP Modelling Of Grounding Electrodes N.D Hatziargyriou M.I Lorentzou [4] J.Marti:‘Accurate Modelling of frequency Dependent Transmission Lines in Electromagnetic Transient simulations’ IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems.Vol.PAS-101, no.1, January 1982 [5] E.D.Sunde: ‘Earth Conduction Effects in Transmission Systems’(Dover Publ.,N.York 1968) [6] Global Mapper User's Manual [7] Quy Chuẩn Kỹ Thuật Quốc Gia Về Kỹ Thuật Điện QCVN: 2015/BCT [8] F.Menter - Accurate Modelling of conductors imbedded in Earth with Frequency Dependent Distributed Parameter Lines [9] EMTP Rule Book [10] EMTP Theory Book Branch of System Engineering Bonneville Power Administration Portland, Oregon 97208-3621 United States oh America [11] Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ số 29 [12] Tiêu chuẩn quốc gia đánh giá đất sản xuất nông nghiệp phục vụ quy hoạch sử dụng đất cấp huyện – Bộ nông nghiệp Việt Nam – TCVN 8409:2010 [13] EMTP-Based Model for Grounding System Analysis - Frank E Menter Technical University of Aachen Germany [14] Matlab User's Manual [15] Including Surge Arresters in the Lightning Performance Analysis of 132kV Transmission Line – Saeed Mohajeryami, Milad Doostan 92 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Nhật Nam THÔNG TIN SINH VIÊN Họ tên : Trần Hữu Phúc MSSV : 1512550 Email : 1512550@hcmut.edu.vn Điện thoại : 0333821909 93 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... tài : PHÂN TÍCH HOẠT ĐỘNG SÉT TRÊN LÃNH THỔ VIỆT NAM DỰA TRÊN HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ SÉT BLITZORTUNG VÀ PHÂN TÍCH QUÁ ĐỘ SÉT CHO HỆ THỐNG NỐI ĐẤT thực phần mềm thương mại EMTP Phòng Hệ Thống Điện Và Thiết... mềm Global Mapper việc vẽ đồ mật độ sét Việt Nam Chương : Mơ hình phân tích độ sét cho hệ thống nối đất xây dựng EMTP Chương : Phân tích độ sét cho hệ thống nối đất thực tế Chương : Kết luận chung... trở nối đất, chống sét van (Surge Aresster) Mô trạng thái ổn định hệ thống điện : Như tên gọi cho nó, trạng thái ổn định trạng thái hoạt động bình thường hệ thống điện Trong phân tích hệ thống