Đánh giá rủi ro thiệt hại do sét

iii TÓM TẮT Luận văn nghiên cứu phương pháp đánh giá rủi ro thiệt hại sét đánh trực tiếp đánh gián tiếp vào công trình đường day dịch vụ, cụ thể nội dung bao gồm vấn đề sau: Nghiên cứu tiêu chuẩn NZS/AS 1768-2002, IEC 62305-2006 Mức độ nguy hiểm thiệt hại sét; Những thành phần rủi ro hệ số ảnh hưởng; Đánh giá thành phần rủi ro, loại thiệt hại, xác xuất thiệt hại, chi phí thiệt hại cho công trình, dịch vụ phụ thuộc vào vị trí sét đánh (trực tiếp hay gián tiếp) vào công trình hay đường dây dịch vụ; Tìm hiểu cấp bảo vệ, vùng bảo vệ chống sét Xây dựng chương trình tính toán rủi ro sét gây cho công trình Chương trình có giao diện trực quan lưu lại công trình tính toán, có hướng dẫn nhập liệu giúp người sử dụng phần mềm dễ dàng thao tác tính toán Kết nghiên cứu sử dụng làm tài liệu tham khảo cho sinh viên học viên cao học ngành Kỹ thuật điện; hổ trợ công ty tư vấn thiết kế việc dề phương pháp bảo vệ chống sét hợp lý cho công trình với rủi ro thiệt hại sét mức cho phép iv ABSTRACT Dissertation research risk assessment method due to direct and indirect lightning strikes to the facilities and service lines, main content includes the following issues: Study the standard NZS/AS 1768-2002 , IEC 62305-2006; The degree of danger and damage caused by lightning; The components of risk and impact factor; Assessment of risk components, type of damage, probability of loss, damage costs for a facility and service The risk depends on lightning striking location ( direct or indirect ) at the facility or service line; Find out the level of protection, lightning protection zones; Build Excel program which calculates risks caused by lightning strike to the facility The program has an intuitive interface and can save the calculation works; there are user instructions for data entry The program easily manipulates and calculates The research results can be used as a reference for students and master students, studying in electrical engineering area; support the consulting and design companies in devising methods of lightning protection with the reasonable the risk of damage due to lightning v MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cám ơn .ii Tóm tắt iii Abstract iv Danh mục .vii Danh mục hình ix CHƯƠNG 1: DẪN NHẬP 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Nhiệm vụ luận văn 1.3 Phạm vi nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Các bước tiến hành 1.6 Điểm luận văn 1.7 Giá trị thực tiễn đề tài CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ SÉT 2.1 Q trình phóng điện sét 2.2 Phân bố sét Việt Nam CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU VỀ RỦI RO SÉT GÂY RA 3.1 Khái niệm rủi ro 10 3.2 Mức độ nguy hiểm thiệt hại sét 10 3.3 Rủi ro thành phần rủi ro 13 3.4 Tổng hợp thành phần rủi ro liên quan đến cơng trình 16 3.5 Tổng hợp thành phần rủi ro liên quan đến dịch vụ 18 3.6 Các hệ số ảnh hưởng tới thành phần rủi ro 20 3.7 Quản lý rủi ro 22 3.8 Đánh giá thành phần rủi ro công trình 24 3.9 Đánh giá thành phần rủi ro cơng trình với vùng ZS 29 3.10 Đánh giá thành phần rủi roc ho dịch vụ 32 vi 3.11 Đánh giá tần số sét năm 35 3.12 Đánh giá xác xuất nguy hiểm cho cơng trình 42 3.13 Đánh giá số lượng thiệt hại cơng trình (LX) 49 3.14 Đánh giá số lượng thiệt hại dịch vụ (P.X) 57 3.15 Đánh giá số lượng thiệt hại dịch vụ 61 3.16 Đánh giá chi phí thiệt hại 62 CHƯƠNG 4: CÁC CẤP BẢO VỆ CHỐNG SÉT 4.1 Các cấp bảo vệ sét 64 4.2 Những vùng bảo vệ sét 68 4.3 Những thơng số dịng sét 69 CHƯƠNG 5: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐN RỦI RO DO SÉT GÂY RA 5.1 Qui trình cụ thể để đánh giá cần thiết cho việc bảo vệ 78 5.2 Lưu đồ để đánh giá hiệu việc bảo vệ 80 5.3 Phương pháp bảo vệ 82 5.4 Các bước tính toán cụ thể 84 5.5 Giao diện chương trình tính tốn rủi ro 90 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG ĐỀ NGHỊ 6.1 Kết luận 91 6.2 Hướng nghiên cứu phát triển 91 vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1- Những vị trí nguy hiểm, mức độ nguy hiểm mức độ thiệt hại tùy theo vị trí mà sét đánh vào 11 Bảng 3.2- Loại nguy hiểm thiệt hại đến rủi ro cơng trình 12 Bảng 3.3- Những thành phần rủi ro xem xét ứng với loại thiệt hại cơng trình 17 Bảng 3.4- Thành phần rủi ro xem xét tùy theo loại thiệt hại dịch vụ 19 Bảng 3.5 - Các hệ số ảnh hưởng tới thành phần rủi ro cơng trình 21 Bảng 3.6- Các hệ số ảnh hưởng tới thành phần rủi ro dịch vụ 22 Bảng 3.7 – Những giá trị tiêu biểu cho ngưỡng rủi ro RT 24 Bảng 3.8 – Các thông số liên quan để đánh giá thành phần rủi ro cơng trình 27 Bảng 3.9- Các thành phần rủi ro cho công trình ứng với mức độ nguy hiểm khác gây nguồn nguy hiểm khác 28 Bảng 3.10 - Thành phần rủi ro cho dịch vụ tùy theo mức độ nguy hiểm khác nhau, nguồn khác 34 Bảng 3.11 – Những giá trị bí dụ vùng tập trung tương đương tương đương cơng trình phụ thuộc vào phương pháp ước lượng 37 Bảng 3.12- Hệ số vị trí Cd 39 Bảng 3.13- Vùng tương đương AI Ai phụ thuộc vào đặc tính dịch vụ 40 Bảng 3.14- Hệ máy biến áp Ct 41 Bảng 3.15- Hệ số môi trường Ce 42 Bảng 3.16- Giá trị xác suất sét đánh vào cơng trình gây nguy hiểm đến vật sống điện áp bước điện áp tiếp xúc 42 Bảng 3.17- Giá trị PB phụ thuộc vào cấp bảo vệ chống sét làm giảm nguy hiểm mặt vật lý 43 viii Bảng 3.18- giá trị PSPD phụ thuộc vào cấp bảo vệ chống sét, lắp đặt thiết bị bảo vệ áp dòng 44 Bảng 3.19- Giá trị xác xuất PMS có chức hệ số KMS 45 Bảng 3.20- giá trị hệ số KS3 phụ thuộc vào cuộn dây bên 46 Bảng 3.21- Giá trị xác xuất PLD phụ thuộc vào điện trở RS lớp bảo vệ cáp giá trị điện áp xung cho phép UW thiết bị 47 Bảng 3.22- Giá trị xác xuất PLI phụ thuộc vào điện trở RS lớp bảo vệ cáp giá trị điện áp xung cho phép UW thiết bị 49 Bảng 3.23- Những giá trị tiêu biểu LP,Lf Lo 51 Bảng 3.24-Những giá tị hệ số ru tùy thuộc vào loại đất loại sàn nhà 52 Bảng 3.25- Quan hệ giá trị hệ số giảm rP theo cách dự phòng để giảm hậu hỏa hoạn 52 Bảng 3.26- Quan hệ giá trị hệ số giảm rf theo rủi ro hỏa hoạn cơng trình 53 Bảng 3.27- Những giá trị hệ số hZ tăng dần liên quan đến số lượng thiệt hại nguy hiểm đặt biệt 54 Bảng 3.28- Giá trị trung bình tiêu biểu Lf Lo 55 Bảng 3.29- Giá trị trung bình tiêu biểu Lt,Lf Lo 56 Bảng 3.30 – Quan hệ giá trị hệ số Kd theo đặc tính đường dây có vỏ bọc 57 Bảng 3.31– Quan hệ gía trị hệ số Kp theo phương pháp bảo vệ 58 Bảng 3.32 – Quan hệ điện áp xung cho phép theo loại cáp 58 Bảng 3.33 – Quan hệ điện áp xung cho phép theo loại thiết bị 59 Bảng 3.34 – Quan hệ giá trị xác xuất P.B, P.C, P.V,P.W theo dòng điện cố Ia 61 Bảng 4.1- Thông số giá trị sét cực đại theo cấp bảo vệ chống sét 65 Bảng 4.2- Giá trị thơng số dịng sét tối thiểu kích thước bán kính cầu lăn tương ứng với cấp bảo vệ 68 Bảng 4.3- Những xác xuất giới hạn cho thơng số dịng sét 68 Bảng 4.4- Trình bày giá trị thơng số dòng sét từ CIGRE 71 ix DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 – Sự phân bố diện tích đám mây đất Hình 2.2 – Sự phát sinh sét đám mây dơng Hình 2.3 – Bản đồ phân bố số ngày dông lãnh thổ Việt Nam Hình 3.1- Sơ đồ hình rủi ro sét đánh gây 10 Hình 3.1- Cơng trình cuối đường dây: cuối điểm “b” công trình bảo vệ (cơng trình b) cuối điểm “a” cơng trình kề bên (cơng trình a) 28 Hình 3.2 – Cơng trình có vùng tập trung tương đương tương đương Ad 36 Hình 3.3- Hình dạng phức tạp cơng trình 38 Hình 3.4 – Những phương pháp khác để xác định vùng tập trung tương đương cho cơng trình 38 Hình 3.5- Vùng tập trung tương đương (Ad, Am, Ai, AI) 42 Hình 4.1- Vùng bảo vệ xác định thiết bị bảo vệ sét 66 Hình 4.2- Vùng bảo vệ sét xác định phương pháp bảo vệ chống lại ảnh hưởng điện trường dòng sét 67 Hình 4.3- Xác định thông số tia sét ngắn (T2 < 2ms) 70 Hình 4.4- Xác định thơng số tia sét dài (2ms < Tlong