(Luận văn thạc sĩ hcmute) tính toán khả năng mang tải của đường dây trên không bằng phương pháp phần tử hữu hạn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN THIỆN TƯỜNG TÍNH TỐN KHẢ NĂNG MANG TẢI CỦA ĐƯỜNG DÂY TRÊN KHÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 605250 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2013 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN THIỆN TƯỜNG TÍNH TỐN KHẢ NĂNG MANG TẢI CỦA ĐƯỜNG DÂY TRÊN KHÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 605250 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2013 Luan van LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: TRẦN THIỆN TƢỜNG Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: Nơi sinh: Bình Phƣớc / /1986 Quê quán: Thừa Thiên Huế Dân tộc: Kinh Địa liên lạc: Khoa Điện – Điện tử Trƣờng Cao đẳng Công thƣơng Tp.HCM Điện thoại quan: 08.37313631(28) ĐTDĐ: 0932636975 E-mail cá nhân: tranthientuongdcn@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy - Thời gian đào tạo: tháng 10/2009 đến tháng 01/ 2011 Nơi học: Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Tp.HCM Ngành học: Điện Công Nghiệp Tên đồ án tốt nghiệp: Thiết kế Trạm biến áp 110/22 kV Tân Thuận Ngày & nơi bảo vệ đồ án tốt nghiệp: 17/01/2011, Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Tp.HCM Ngƣời hƣớng dẫn: ThS Nguyễn Nhân Bổn Cao học Hệ đào tạo: Chính quy - Thời gian đào tạo: tháng 10/2011 đến tháng 10/ 2013 Nơi học: Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Tp.HCM Ngành học: Kỹ Thuật Điện Tên luận văn tốt nghiệp: Tính tốn khả mang tải đƣờng dây không phƣơng pháp phần tử hữu hạn Thời gian bảo vệ luận văn tốt nghiệp: 10/2013, Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Tp.HCM Ngƣời hƣớng dẫn: TS Vũ Phan Tú i Luan van LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Xin kính chúc sức khỏe chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2013 Học viên thực Trần Thiện Tƣờng ii Luan van LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, xin gởi đến thầy TS Vũ Phan Tú lời cảm ơn chân thành xâu sắc Trong thời gian qua, thầy ngƣời đề phƣơng hƣớng, hết lịng bảo, tận tình hƣớng dẫn để tơi hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn q Thầy Cơ ban giám hiệu, Khoa Điện – Điện tử, phòng Quản lý đào tạo - phận sau đại học thƣ viện Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Tp.HCM nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện cho tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Xin cảm ơn ba mẹ, anh chị em gia đình ln ln động viên, khuyến khích tạo điều kiện cho em đƣợc tiếp tục học tập nghiên cứu Sau cùng, gởi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Cô giáo, đồng nghiệp, anh em tất bạn bè giúp đỡ, động viên, góp ý xây dựng thời gian nghiên cứu, học tập thực luận văn Xin kính chúc sức khỏe chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, Tháng 10 năm 2013 Học viên thực Trần Thiện Tƣờng iii Luan van TÓM TẮT Ngày nay, hầu hết công nghệ phát điện nƣớc giới đƣợc hòa vào mạng lƣới phân phối điện điều dẫn đến gia tăng đáng kể công suất truyền tải Nâng cấp xây dựng đƣờng dây thƣờng tốn cho nhà khai thác mạng Do đó, cần phải đánh giá khả mang tải đƣờng dây khơng có với điều kiện khí hậu mơi trƣờng lắp đặt để vận hành đƣờng dây truyền tải phân phối dòng cao so với giới hạn dòng điện cho phép nhà thiết kế Trong luận văn này, chúng tơi tính tốn khả mang tải đƣờng dây khơng ( Dây nhôm nhôm lõi thép) phƣơng pháp phần tử hữu hạn dựa tản phần mềm Comsol Multiphysics Phần đầu luận văn, tìm hiểu tổng quan lĩnh vực nghiên cứu, giới thiệu phƣơng pháp phần tử hữu hạn phần mềm Comsol Multyphysics Phần hai luận văn giới thiệu trƣờng nhiệt khả mang tải đƣờng dây khơng Phần ba luận văn tính tốn trƣờng nhiệt xung quanh dây dẫn nhƣ xem xét yếu tố ảnh hƣởng đến khả mang tải đƣờng dây khơng nhƣ gió, hƣớng gió, nhiệt độ môi trƣờng, hệ số xạ, hệ số hấp thụ… Ngồi ra, chúng tơi tính tốn lại khả mang tải đƣờng dây không dƣới ảnh hƣởng điều kiện khí hậu vùng miền Việt Nam Phần cuối luận văn đƣa kết luận, hạn chế hƣớng phát triển đề tài iv Luan van ABSTRACT Today, most of the new power generation technology in the world that the country was on the air distribution network and this leads to a significant increase in transmission capacity Upgrade and build a line is often costly for network operators Therefore, we need to evaluate the load carrying capacity of existing overhead lines to the climatic conditions and the environment can be installed to operate transmission lines and distribution lines higher than current limit allows the designers In this thesis, we calculate the load carrying capacity of overhead lines (aluminum cable and steel core aluminum cable) using the finite element method based on the software platforms of Comsol Multiphysics The first part of the thesis, we find out an overview of the field of research, introduction to finite element methods and software Comsol Multyphysics The second part of the thesis introduces the heat and load carrying capacity of overhead lines The third part of the thesis calculates the temperature around the wire as well as considering the factors affecting the load carrying capacity of overhead lines as wind, wind direction, ambient temperature, radiation coefficient, absorbance coefficient etc In addition, we also calculated the load carrying capacity of overhead lines under the influence of climatic conditions in the region of Vietnam The last part of the thesis to draw conclusions, limitations and development of the subject v Luan van C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an MỤC LỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii TÓM TẮT iv ABSTRACT v MỤC LỤC vi CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN x DANH SÁCH CÁC HÌNH xi DANH SÁCH CÁC BẢNG xiv Chƣơng TỔNG QUAN .16 1.1 Giới thiệu vấn đề 16 1.2 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu 17 1.2.1 Các phƣơng pháp lý thuyết để đánh giá trạng thái nhiệt đƣờng dây không .18 1.2.1.1 Ảnh hƣởng độ võng vào giới hạn nhiệt dây dẫn 20 1.2.1.2 Ảnh hƣởng thông số vật lý lên nhiệt độ dây dẫn .21 1.2.1.3 Các điều tra thực nghiệm thực phƣơng pháp số cho đánh giá trạng thái nhiệt dây dẫn 23 1.2.3 Kết luận cơng trình nghiên cứu 26 Lý chọn đề tài 27 Mục tiêu nghiên cứu đề tài .29 vi Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Luan van C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 1.5 Phạm vi nghiên cứu điểm đề tài 30 1.5.1 Phạm vi nghiên cứu đề tài 30 1.5.2 Điểm đề tài 30 1.6 Nội dung luận văn .31 1.7 Ý nghĩa đề tài 31 Chƣơng PHƢƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN VÀ PHẦN MỀM COMSOL MULTIPHYSICS 32 2.1 Giới thiệu phƣơng pháp Phần tử hữu hạn 32 2.2 Các bƣớc thủ tục phân tích FEM 33 2.2.1 Rời rạc hoá miền khảo sát 33 2.2.2 Lựa chọn hàm đa thức .35 2.2.3 Thiết lập hệ phƣơng trình 35 2.2.4 Giải hệ phƣơng trình 35 2.3 Bài toán 1D 35 2.4 Bài toán 2D 40 2.5 Lƣới thích nghi 2D 45 2.5.1 Lƣới Delaunay 45 2.5.2 Giải thuật tạo lƣới Delaunay thích nghi 47 2.5.3 Ƣu điểm lƣới Delaunay thích nghi .49 2.6 Giới thiệu phần mềm COMSOL MULTIPHYSICS .52 Chƣơng TRƢỜNG NHIỆT VÀ KHẢ NĂNG MANG TẢI CỦA DÂY DẪN TRÊN KHÔNG .57 3.1 Phƣơng trình truyền nhiệt dây dẫn không 58 3.2 Khả mang tải dây dẫn không 62 vii Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Luan van C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 3.2.1 Nhiệt hiệu ứng Joule qj 63 3.2.2 Nhiệt sinh hấp thụ bề mặt dây dẫn qs 63 3.2.3 Tổn thất nhiệt xạ qr .65 3.2.4 Tổn thất nhiệt đối lƣu qc 65 3.2.4.1 Tổn thất nhiệt đối lƣu tự nhiên 67 3.2.4.2 Tổn thất nhiệt đối lƣu cƣỡng 68 Chƣơng TÍNH TỐN TRƢỜNG NHIỆT VÀ KHẢ NĂNG MANG TẢI CỦA ĐƢỜNG DÂY TRÊN KHÔNG 70 4.1 Tính tốn trƣờng nhiệt quanh dây dẫn Comsol Multiphysics (FEM) .70 4.1.1 Trƣờng hợp .71 4.1.2 Trƣờng hợp hai 76 4.2 Khả mang tải dây dẫn không dƣới tác động điều kiện môi trƣờng điều kiện vật lý 79 4.2.1 Ảnh hƣởng tốc độ gió hƣớng gió 83 4.2.2 Ảnh hƣởng nhiệt độ môi trƣờng 86 4.2.3 Ảnh hƣởng hệ số xạ ε 88 4.3 Trƣờng nhiệt dây dẫn dƣới ảnh hƣởng điều kiện mơi trƣờng dịng tải 90 4.4 Tính tốn khả mang tải dây dẫn không theo điều kiện khí hậu thực tế Việt Nam 95 4.4.1 Khả mang tải dây dẫn khơng dƣới ảnh hƣởng khí hậu miền Bắc 96 4.4.2 Khả mang tải dây dẫn khơng dƣới ảnh hƣởng khí hậu miền Trung 99 viii Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Luan van C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hình 4.21 Khả mang tải dây dẫn ACSR 240/32 với điều kiện khí hậu miền Bắc 4.4.2 Khả mang tải dây dẫn khơng dƣới ảnh hƣởng khí hậu miền Trung Miền Trung Việt Nam bao gồm tỉnh từ Nghệ An trở vào đến Bình Thuận [4] Trong phần này, tính tốn khả mang tải đƣờng dây khơng với khí hậu đặc trƣng miền Trung thay đổi theo tháng năm Bảng 4.16 trình bày khí hậu Đà Nẵng theo 12 tháng thể khí hậu cho miền Trung -99Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Luan van C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Bảng 4.16: Nhiêt độ mơi trƣờng, tốc độ gió, độ cao góc phƣơng vị mặt trời theo 12 tháng thành phố Đà Nẵng Bảng 4.17: Các thông số để mơ Comsol cho khí hậu miền Trung Bảng 18 Nhiệt độ dây dẫn khả mang tải dây dẫn thính theo FEM IEEE theo khí hậu thực tế miền Trung -100Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Luan van C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hình 4.22 Khả mang tải dây dẫn ACSR 240/32 với điều kiện khí hậu miền Trung 4.4.3 Khả mang tải dây dẫn khơng dƣới ảnh hƣởng khí hậu miền Nam Miền Trung Việt Nam bao gồm tỉnh thành thuộc Đơng Nam Bộ Tây Nam Bộ Khí hậu gồm mùa mùa khơ mùa mƣa, nhiệt độ miền Nam cao so với vùng lại [4] Trong phần này, tính tốn khả mang tải đƣờng dây khơng với khí hậu đặc trƣng miền Trung thay đổi theo tháng năm Bảng 4.19 trình bày khí hậu Cần Thơ theo 12 tháng thể khí hậu cho miền Nam -101Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Luan van C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Bảng 4.19: Nhiêt độ mơi trƣờng, tốc độ gió, độ cao góc phƣơng vị mặt trời theo 12 tháng tỉnh Cần Thơ Bảng 4.20: Các thông số để mơ Comsol cho khí hậu miền Nam Bảng 21 Nhiệt độ dây dẫn khả mang tải dây dẫn thính theo FEM IEEE theo khí hậu thực tế miền Nam -102Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Luan van C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hình 4.23 Khả mang tải dây dẫn ACSR 240/32 với điều kiện khí hậu miền Nam 4.4.4 Nhận xét khả mang tải đƣờng dây không dƣới ảnh hƣởng khí hậu vùng miền Việt Nam Từ Bảng 4.15, 4.18, 4.21 biểu diển kết khả mang tải đƣờng dây không theo điều kiện khí hậu vùng miền, thấy thời điểm khảo sát (12 trƣa), loại dây dẫn không (ACSR 240/32) vùng miền với điều kiện khí hậu khác khả mang tải dây dẫn khác Từ Bảng kết thấy rằng, khí hậu thực tế Việt Nam, vận hành đƣờng dây với dịng tải lớn dòng tải định mức dây dẫn (ACSR 240/32 có dịng định mức 610A ) Hình 4.23 Biểu diễn khả mang tải dây dẫn ACSR 240/32 vùng miền với điều kiện khí hậy đƣợc lấy trung bình hàng tháng năm, thấy rằng, thời điểm năm điều vận hành đƣờng dây cao so với số liệu thiết kế -103Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Luan van C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hình 4.24 Khả mang tải dây dẫn ACSR 240/32 với điều kiện khí hậu miền Bắc , miền Trung , miền Nam số liệu theo thiết kế -104Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Luan van C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Chƣơng KẾT LUẬN, HẠN CHẾ VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 5.1 Kết luận Luận văn này, tính tốn khả mang tải đƣờng dây khơng phần mềm Comsol Multiphysics tản phƣơng pháp phân tử hữu hạn (FEM) Kết tính tốn phần mềm đƣợc so sánh với phƣơng pháp giải tích tiêu chuẩn quốc tế IEC IEEE – 738 Từ kết chƣơng 4, thấy khả mang tải đƣờng dây không phƣơng pháp không sai lệch nhiều đặc biệt so với tiêu chuẩn IEEE – 738 Ngồi kết luận văn cịn cho biết nhiệt độ thực tế bề mặt dây dẫn nhƣ trƣờng nhiệt xung quanh dây dẫn vận hành giá trị định mức Luận văn xét đến yếu tố môi trƣờng nhƣ tốc độ gió, hƣớng gió, nhiệt độ mơi trƣờng, hệ số xạ… đến khả mang tải đƣờng dây không Từ kết luận văn thấy rằng, tất yếu tố có ảnh hƣởng đến khả mang tải dây dẫn khơng Tốc độ gió yếu tố ảnh hƣởng lớn so với yếu tố lại Luận văn tính tốn nhiệt độ dây dẫn mang dòng tải thực tế với điều kiện môi trƣờng Kết đƣợc kiểm chứng với báo liên quan Quan trọng cả, luận văn tính tốn lại khả mang tải đƣờng dây khơng (lƣới phân phơi) điều kiện khí hậu thực tế đƣợc tham khảo QCXDVN vùng miền Việt Nam so với liệu thiết kế Kết tính tốn đề tài cho thấy khác biệt lớn khả tải đƣờng dây điều -105Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Luan van C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an kiện thời tiết khác Điều có ý nghĩa lớn vận hành, đặc biệt với nơi thời tiết thay đổi lớn theo mùa năm Nếu nhƣ trƣớc đây, khả tải đƣờng dây đƣợc xác định cố định theo thông số thiết kế, với kết tính tốn này, khả tải đƣờng dây đƣợc xem xét toàn diện hơn, đem đến biện pháp vận hành hợp lý theo thời tiết vùng, mùa, thời điểm định năm Điều rõ ràng có ý nghĩa lớn việc tận dụng tài nguyên lƣới điện, nhƣ giảm thiểu cố nghiêm trọng đƣờng dây công tác truyền tải điện Từ kết có sử dụng phần mềm Comsol để kiểm tra khả mang tải đƣờng dây không nhà sản xuất trƣớc đƣa vào vận hành nhƣ kiểm tra nhiệt độ thƣc tế dây dẫn không mang tải để đƣa biện pháp vận hành tối ƣu 5.2 Hạn chế đề tài Tuy tốc độ tính tốn phần mềm Comsol đƣợc sử dung luận văn nhanh nhƣng việc nhập liệu vào phần mềm tốn nhiều tời gian, yếu tố thay đổi thi phải tính lại thơng số vào phần mềm hạn chế thứ đề tài Luận văn sét đến khả mang tải đƣờng dây không trạng thái ổn định nhƣ bỏ qua yếu tố ảnh hƣởng khác nhƣ tƣợng vầng quang hay trƣờng điện từ… Sử dụng liệu liên quan đến thời tiết dạng giả định, theo thời tiết điển Hình vùng mà đƣờng dây qua Chính vậy, để nâng cao độ xác tính tốn, thiết phải nghiên cứu xây dựng hệ thống giám sát thời tiết dọc theo tuyến đƣờng dây, điều đƣợc thực nhiều giới Khi liệu thời tiết đƣợc lấy trực tuyến xác, kết tính tốn đem đến thơng tin hữu ích cho việc vận hành đƣờng dây thực tế -106Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Luan van C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 5.3 Hƣớng phát triển đề tài Từ kết đạt đƣợc nhƣ ƣu khuyết điểm luận văn nêu đƣa hƣớng phát triển đề tài:  Tiếp tục sử dụng FEM phần mềm Comsol để tính tốn khả mang tải đƣờng dây khơng trạng thái ổn định có xét đến điều kiện không thƣờng xuyên nhƣ tƣợng vầng quang hay bảo từ…  Tiếp tục sử dụng FEM phần mềm Comsol để tính tốn khả mang tải đƣờng dây không trạng thái độ  Sử dụng FEM phần mềm Comsol để tính tốn nhiệt độ mối nối đƣờng dây không 5.4 Lời kết Thời gian qua khơng phải cho đề tài nghiên cứu nhƣng không đủ dài để đạt đƣợc cơng trình khoa học hoàn chỉnh, điều kiện tồn nhiều khó khăn khách quan chủ quan định nhƣ kinh nghiệm, tri thức, ngôn ngữ bồn bề cơng việc sống Do đó, luận văn chắn khơng tránh khỏi sai sót Ngƣời thực hy vọng thiếu sót luận văn đƣợc ngƣời đọc cảm thông, chia sẻ giúp đỡ chúng tơi bổ sung, hồn chỉnh tƣơng lai -107Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Luan van C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Tài liệu tham khảo Tài liệu nƣớc [1] TS Hồ Văn Hiến, Giáo trình “ Hệ Thống Điện Truyền Tải Và Phân Phối”, Đại học Quốc gia Tp.hcm, 2005 [2] TS Vũ Phan Tú “ Phương Pháp Số Trong Trường Điện Từ”, Đại học Quốc gia Tp.hcm, 2013 [3] Hồng Đình Tín – Bùi Hải, Bài tập “ Nhiệt Động Học Kỹ Thuật Và Truyền Nhiệt” , Đại học Quốc gia Tp.hcm, 2011 [4] QCVN 02 “Quy Chuẩn Kỹ Thuật Quốc Gia Số Liệu Điều Kiện Tự Nhiên Dùng Trong Xây Dựng”,Bộ xây dựng ban hành 2009 Tài liệu nƣớc [5] Anjan K Deb “Power line ampacity system: theory, modeling, and applications” New York: CRC press, 2000 [6] Yip, T., Chang, An., Lloyd, G., Aten, M and Ferri, B 2002 “Dynamic line rating protection for wind farm connections” Magnetic Recording Conference Digest of the Asia-Pacific”, 27-29 Aug 2002, pp 1-5 [7] McClean, L., Fox, Bryans, L., Colandairaj J and O’Sullivan, B 2008 “Equipment and methodology for linking overhead line circuit rating to the output of nearby windfarms” The 43rd International Universities Power Engineering Conference, 1-4 September 2008, Padova, Italya [8] Strbac, G 2007 “Electric Power Syst ems Research on Dispersed Generation”, Electric Power Systems Research, 77:1143-1147 -108Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Luan van C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an [9] Aggarwal R.K., Johns A.T., Jayasinghe J A.S.B and Su W 2000 “An Overview of the Condition Monitoring of Overhead Lines” Electric Power Systems Research 53:15–22 [10] Bernauer, C., Bohme, H., Grossmann, S., Hinrichsen, V., Markalous, S , Muhr, M., Strehl T and Teminova, R 2007 “Temperature Measurement on Overhead Transmission Lines (OHTL), Utilizing Surface Acoustic Wave Sensors” CIRED, The 19th International Conference on Electricity Distribution, 21-24 May 2007, Vienna [11] Douglass, D.A., Motlis Y and Seppa, T.O 2000 “IEEE’s Approach for Increasing Transmission Line Ratings in North America” CIGRE 2000: The 38th Session of the International Conference on Large High-Voltage Electric Systems (CIGRE), Aug 27–Sept 1, 2000, Paris [12] IEEE Standard 738 “IEEE Standard for Calculating the Current -Temperature Relationship of Bare Overhead Conductors” pubslished 2006 [13] CIGRE “Thermal Behaviour of Overhead Conductors”, ELECTRA No 144, October 1992 [14] IEC 61597 - 1995 - Technical report type – “Overhead electrical conductors - Calcualtion methods for stranded bare conductors” [15] Schmidt, N.1997 “Comparison between IEEE and CIGRE Ampacity Standards” IEEE Transactions on Power Delivery 14(4): 1555-1562 [16] Alawar, Bosze, E.J and Nutt, S.R 2006 “A hybrid numerical met hod to calculate the sag of composite conductors” Electric Power Systems Research 76: 389 – 394 [17] Chen, S.L., Black, W.Z and Fancher, M.L 2003 “High-Temperature Sag Model for Overhead Conductors”, IEEE Transactions on Power Delivery , 18(1):183-188 -109Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Luan van C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an [18] Makhkamova, Irina (2011) “Numerical Investigations of the Thermal State of Overhead Lines and Underground Cables in Distribution Networks” Doctoral thesis, Durham University Available at Durham [19] Morgan, V.T 1982 “The Thermal Rating of Overhead-Line Conductors Part I The Steady-State Thermal Model” Electric Power Systems Research 5(2):119139 [20] Black, W.Z., Collins, S.S and Hall, J.F 1988 “Theoretical model for temperature gradients within bare overhead conductor”, IEEE Transactions on Power Delivery 3(2):707-715 [21] Morgan, V.T 1983 “The Thermal Rating of Overhead-Line Conductors Part II A Sensitive Analysis of the Parameters in the Steady–State Thermal Model” Electric Power Systems Research 6:287-300 [22] Isozaki, M and Iwama, N 2002 “Verificatio n of forced convective cooling from conductors in breeze wind by wind tunnel testing” Transmission and Distribution Conference and Exhibition 2002: Asia Pacific, IEEE/PES, 6-10 Oc tober, Volume 3, pp 1890-1894 DOI 10.1109/TD [23] W.Z.Black and R.L.Rehberg “Simplified Model For Steady Stateand RealTime Ampacity Of Overhead Conductors” IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, Vol PAS-104,No 10, October 1985 [24] Ilgevicius, A and Liess, H.D 2003 “Thermal Analysis of Electrical Wires by Finite Volume Method” ISSN 1392 – 1215 Electronika Ir Electrotechnika 4(46):87-91 [25] Michael Strobach “Smart Energy Transmission: Dynamic Thermal Rating” [26] Karabay, S 2009 “ACSS/TW aerial high-tem perature bare conductors as a remedy for increasing transmission line capacity and determination of processing parameters for manufacturing” Materials and Design 30:816–825 -110Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Luan van C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an [27] O.R.Schurig and C.W Firck “ Heating and current – carrying capacity of bare conductors for outdoor service” March 1930 [28] House, Tuttle “Current carrying capacity of ACSR” February 1959 [29] HerbertC Doepken,Jr “Calculated Heat Transfer Characteristics Of Air And SF6, IEEE transactions on power apparatus and systems”, Vol.Pas-89, No.8, November/December 1970 [30] Glenna and Davidson.“Short-Time Thermal Ratings for Bare Overhead Conductors” Manuscript received March7, 1968 [31] F.Alvarez Gomez “Numerical study of the thermal behaviour of bare overhead conductors in electrical power lines” Recent Researches in Communications, Electrical & Computer Engineering ISBN: 978-960-474-286-8 [32] Bojan Pouckovic and Zeljko Djurisic “Current carrying capacity of overhead line that connects wind power plant to the grid” Environment and Electrical Engineering (EEEIC), 2011 10th [33] Wei Xiong “applications of comsol multiphysics software to heat transfer processes” Arcada University of Applied Sciences, Department of Industrial Management, May, 2010, Helsinki -111Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Luan van C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an x Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Luan van C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn