xác định vị trí lắp đặt hợp lý chống sét van bảo vệ trạm biến áp phân phối có xét đến các yếu tố ảnh hưởng

Theo IEC: Dòng điện quy chuẩn là giá trị đỉnh giá trị đỉnh của hai cực sẽ cao hơn nếu dòng điện bất đối xứng của thành phần điện trở ở dòng điện tần số công nghiệp được sử dụng để xác đị

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ

XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ LẮP ĐẶT HỢP LÝ CHỐNG SÉT VAN BẢO VỆ TRẠM BIẾN ÁP

PHÂN PHỐI CÓ XÉT ĐẾN CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG

MÃ SỐ: B2009– 22 – 35

S 0 9

S KC 0 0 3 2 0 9

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

****************

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ

Xác định vị trí lắp đặt hợp lý chống sét van bảo vệ trạm biến áp phân phối có xét

đến các yếu tố ảnh hưởng

Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS Quyền Huy Ánh

Tp Hồ Chí Minh, tháng 3/2011

Mã số: B2009– 22 – 35

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CHỐNG SÉT VAN

1.1 Đặt vấn đề

Mọi thiết bị điện khi lắp đặt đều được dự kiến đưa vào vận hành lâu dài ở một cấp điện áp xác định và thường được lựa chọn dựa trên điện áp định mức của lưới điện mà thiết bị đó được đấu nối vào Tuy nhiên, trong thực tế vận hành, đôi lúc lại xảy ra quá điện áp tạm thời do nhiều nguyên nhân gây ra, có thể là do các sự cố chạm đất, do thao tác, do sét v.v Trong đó, quá điện áp do sét là nguy hiểm nhất, bởi vì quá điện áp này rất lớn gây phóng điện đánh thủng cách điện và phá hủy thiết

Tương tự cấp cách điện của thiết bị phân phối được thiết kế để chịu được điện

áp cao hơn bình thường Phương pháp này có hiệu quả đến một mức nào đó, nhưng

sẽ nhanh chóng đến một giai đoạn mà không thể thêm chi phí để tạo cấp cách điện BIL cao hơn được nữa vì không khả thi về kinh tế

Cấp bảo vệ quá áp cần phải bổ sung bằng cách lắp đặt thiết bị bảo vệ để giới hạn lượng điện áp mà một thiết bị (hay đoạn đường dây) phải chịu Phương pháp này còn cho phép giảm cấp độ cách điện của thiết bị, vì có thể dựa vào khả năng quá áp nhỏ hơn, và nói chung tạo ra một sơ đồ bảo vệ quá áp tiết kiệm hơn Các

tính đến ba yếu tố cơ bản: phục vụ khách hàng, khả năng chịu đựng điện áp (đặc biệt là quá áp do sét) và yếu tố kinh tế

Không thể thiết kế một lưới điện có thể đáp ứng được yêu cầu là mọi quá điện

áp phải dưới mức chịu đựng của cách điện của các thiết bị, bởi vì như thế sẽ làm cho chi phí vượt quá mức Do vậy, khi thiết kế một lưới điện, cũng như tính chọn thiết bị lắp đặt trên lưới là hạn chế tối thiểu các tác hại của quá áp, quy trình này dựa trên cơ sở phối hợp các quá áp dự kiến và khả năng chịu đựng quá áp của các thiết bị Muốn đạt được điều này phải đáp ứng hai bước sau đây :

- Thiết kế lưới điện thích hợp để kiểm soát và hạn chế tối thiểu các quá áp

- Sử dụng các thiết bị bảo vệ quá áp

Tổng hợp hai bước trên được gọi là bảo vệ quá áp hay phối hợp cách điện Các thiết bị bảo vệ quá áp do sét bao gồm :

1.2 Tình hình dông sét ở Việt Nam

Việt Nam là một nước thuộc vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, cường độ hoạt động của dông sét rất mạnh Thực tế sét đã gây nhiều tác hại đời sống con người, gây hư hỏng thiết bị, công trình Là một trong những tác nhân gây sự cố trong vận hành hệ thống điện và hoạt động của các ngành khác Ở các vùng lãnh thổ với điều kiện khí hậu, thời tiết và địa hình khác nhau thì đặt điểm về hoạt động dông sét khác nhau, mặt khác điều kiện trang bị kỹ thuật khác nhau thì mức độ thiệt hại do sét gây

ra cũng khác nhau Vì vậy, ngoài việc tiếp nhận các kết quả nghiên cứu của thế giới, mỗi nước cần phải tự tiến hành điều tra, nghiên cứu về đặc tính hoạt động của dông sét và các thông số phóng điện sét trên lãnh thổ của mình để từ đó đề ra những biện pháp phòng, chống sét thích hợp và hiệu quả

Từ các nguồn số liệu khác nhau về ngày dông, giờ dông của các đài trạm thuộc các tỉnh thành, qua xử lý tính toán đã phân ra được 5 vùng đặt trưng về cường độ dông sét trên toàn bộ lãnh thổ Việt Nam, bao gồm:

- Khu vực đồng bằng ven biển miền Bắc (khu vực A)

- Khu vực miền núi trung du miền Bắc (khu vực B)

- Khu vực miền núi trung du miền Trung (khu vực C)

- Khu vực ven biển miền Trung (khu vực D)

- Khu vực đồng bằng miền Nam (khu vực E)

Bảng 1.1 Cường độ dông sét tại các khu vực

Khu vực Ngày dông TB (ngày/năm) Giờ dông TB (giờ/năm) Mật độ sét TB (lần/km2.năm)

Nhiều thiết bị khoa học hiện đại được dùng để đo lường và ghi lại dòng sét, đã cho thấy phạm vi thay đổi rất rộng của giá trị dòng điện từ: 1000A đến 200kA cho thấy mức độ khó đoán của biên độ sét Sự nghiên cứu phân tích cho thấy dòng chạy qua chống sét van MOV chỉ khoảng 1/10 tổng giá trị của dòng điện sét nhưng đặc biệt lưu ý là chỉ khoảng 5 số sét trên lưới điện phân phối vượt quá giá trị 10kA

1.3 Một số thuật ngữ cơ bản

1 Điện áp định mức U r (Rated Voltage)

a Theo IEC: Điện áp định mức của chống sét van là giá trị hiệu dụng cho phép tối đa của điện áp tần số công nghiệp đặt vào hai cực chống sét mà tại đó chống sét

van được thiết kế để vận hành đúng ở các điều kiện được thiết lập trong các thí nghiệm chu kỳ làm việc (Operating duty test)

Một chống sét van đáp ứng tiêu chuẩn IEC phải chịu đựng được điện áp định mức của nó ít nhất trong 10 giây, sau khi đã được gia nhiệt trước đến 60oC và chịu tác động một xung dòng cao hay hai xung dòng trong thời gian dài và sau đó được phối hợp kiểm tra độ ổn định nhiệt đối với điện áp vận hành liên tục (Continuous Operating Voltage) trong khoảng thời gian 30 phút

Chu trình thử nghiệm này khá phức tạp và hiển nhiên Ur không phải là giá trị đo trực tiếp trên chống sét

b Theo ANSI: Điện áp định mức chu kỳ làm việc (Duty Cycle Voltage Rating)

là thuật ngữ gần với Ur của IEC Theo ANSI, điện áp chu kỳ làm việc cũng được định nghĩa là một chu kỳ thử nghiệm khá phức tạp Điện áp định mức chu kỳ làm việc là điện áp mà tại giá trị này các mẫu thử nghiệm được nạp điện mà không gia nhiệt trước Điện áp thử nghiệm này được giữ khoảng 20 phút, trong thời gian đó 20xung dòng phân loại (thí dụ 10kA, 8/20 s) được sử dụng với khoảng thời gian giữa các lần thao tác là 50 giây đến 60 giây

Mặc dù các thử nghiệm là khác nhau giữa IEC và ANSI, nhưng trong thực tế giá trị điện áp định mức được xác định bởi các nhà sản xuất khác nhau, đối với các đặc tính chính thì hầu như tương tự dù là được xác định theo IEC hay ANSI

2 Dòng điện quy chuẩn I ref (Reference current)

a Theo IEC: Dòng điện quy chuẩn là giá trị đỉnh (giá trị đỉnh của hai cực sẽ cao hơn nếu dòng điện bất đối xứng) của thành phần điện trở ở dòng điện tần số công nghiệp được sử dụng để xác định điện áp quy chuẩn của chống sét Dòng điện quy chuẩn phải đủ lớn để có thể bỏ qua các ảnh hưởng của điện dung tản của chống sét tại giá trị điện áp quy chuẩn đo được và được quy định bởi nhà sản xuất

Theo tiêu chuẩn IEC 99 - 4 thì dòng điện quy chuẩn cho phép khi đặt điện áp xoay chiều tần số công nghiệp vào hai cực của chống sét là tương ứng với mật độ dòng điện khoảng (0,05mA1,0mA)/cm2 của tiết diện đĩa MOV của các chống sét loại một trụ

b.Theo ANSI: Dòng điện quy chuẩn là giá trị đỉnh của thành phần điện trở của dòng điện tần số công nghiệp đủ lớn để có thể bỏ qua các ảnh hưởng của các điện dung tản của chống sét Mức dòng điện này do nhà sản xuất quy định

Theo tiêu chuẩn ANSI C62 - 11 thì khi nâng điện áp lên 1,25 lần điện áp làm việc liên tục lớn nhất MCOV (Maximum Continuous Operating Voltage) vào hai cực của chống sét thì dòng điện qua chống sét là dòng điện quy chuẩn

Dòng điện quy chuẩn cho phép theo tiêu chuẩn này là (0,05 mA  1,0 mA)/cm2của tiết diện đĩa MOV

2 Điện áp quy chuẩn U ref (Reference Voltage)

a Theo IEC: Điện áp quy chuẩn là giá trị đỉnh của điện áp tần số công nghiệp chia cho 2 được sử dụng cho chống sét để đạt dòng điện quy chuẩn Điện áp quy chuẩn của một tổ hợp gồm nhiều chống sét ghép lại là tổng số của các điện áp quy chuẩn thành phần

b.Theo ANSI: Điện áp quy chuẩn là giá trị đỉnh thấp nhất của điện áp tần số công nghiệp của cực độc lập chia cho 2 , được yêu cầu tạo ra thành phần điện trở của dòng điện bằng dòng quy chuẩn của chống sét Điện áp quy chuẩn của một tổ hợp gồm nhiều chống sét ghép nối tiếp là tổng số của các điện áp quy chuẩn của từng thành phần Mức điện áp này do nhà sản xuất quy định

3 Điện áp vận hành liên tục U c (Continuous Operating Voltage - COV)

a Theo IEC: Uc (COV) là giá trị hiệu dụng của điện áp tần số công nghiệp tối đa được thiết kế mà điện áp này có thể sử dụng liên tục giữa hai cực của chống sét Khi so sánh COV của các chống sét các nhà sản xuất khác nhau cần lưu ý là không phải khi một chống sét có COV lớn hơn là đặc tính chống sét tốt hơn Bởi vì giá trị COV được thiết kế là có thể khác nhau giữa các nhà sản xuất, nó phụ thuộc vào các thông số như: Sự phân bố điện áp phi tuyến đặc biệt là các chống sét có thân dài; Các ứng suất xung thao tác và xung sét; Đặc tính lão hóa; Đặc tính ô nhiễm; và các quá áp tạm thời

COV cao hơn không tương ứng đối với điện áp điểm ngưỡng (Knee point voltage) cao hơn, không cải thiện đặc tính ô nhiễm hoặc khả năng chịu đựng quá áp tạm thời (TOV: Temporary OverVoltage)

Do vậy, tốt nhất là cần quy định COV, TOV và các thông số khác riêng lẻ dựa trên yêu cầu thực tế của lưới điện và theo đó lựa chọn chống sét thích hợp

b Theo ANSI: Thuật ngữ MCOV (Maximum Continuous Operating Voltage)

là giá trị hiệu dụng của điện áp tần số công nghiệp tối đa có thể áp đặt liên tục vào hai cực của chống sét

Theo tiêu chuẩn ANSI tất cả các định mức chống sét đều được liệt kê trong một bảng có MCOV tương ứng cho mỗi định mức điện áp chu kỳ làm việc

Trong trường hợp này, có một sự quan hệ cố định giữa MCOV và định mức chu kỳ làm việc và không xem xét đến việc áp dụng thực tế Do vậy, MCOV được

sử dụng như là điện áp thí nghiệm trong các thí nghiệm chủng loại (type test) theo tiêu chuẩn ANSI Không có xem xét sự phân bố điện áp không tuyến tính làm cho các thử nghiệm theo ANSI ít khắc nghiệt so với các thử nghiệm theo IEC

Các định nghĩa cho COV và MCOV ở các tiêu chuẩn là tương đương Tuy nhiên, khi xem xét đến sự phân bố điện áp không đồng nhất không có ở tiêu chuẩn ANSI Do vậy, MCOV chỉ được xem như là giá trị điện áp liên tục tối đa được sử dụng trong thử nghiệm phân loại, được chia theo tỉ lệ cho các đĩa trong một chống sét van, không phải của chống sét hoàn chỉnh

4 Quá điện áp tạm thời TOV (Temporary Over Voltage)

Quá điện áp với tần số vài Hz đến vài trăm Hz, thời gian kéo dài từ vài ms đến hàng giờ Các nguyên nhân của quá áp tạm thời có thể là chạm đất một pha, hai pha, cộng hưởng sắt từ trong lưới điện, sa thải phụ tải Thông thường xung này không được quá 3 pu và không gây nguy hiểm trong vận hành lưới điện Tuy nhiên, nó là yếu tố quyết định đến kích cỡ của chống sét

5 Hệ số bền chịu đựng quá áp tạm thời T

TOV là một hàm số theo thời gian t ở nhiệt độ môi trường t = 60oC (nhiệt độ không khí bên ngoài chống sét) Đường đặc tuyến ở trên không mang tải trước, đường đặc tuyến phía dưới có mang tải trước, t là khoảng thời gian quá áp tần số công nghiệp

Hệ số độ bền chịu đựng quá áp tạm thời T là khả năng chịu đựng TOV của chống sét van được định nghĩa như sau :

TOVT

U



Hình 1.1 Quan hệ của hệ số quá áp T = TOV/Uc theo thời gian

Để thể hiện khả năng chịu quá áp tạm thời của chống sét MOV, các nhà sản xuất thường cung cấp kèm theo chống sét đặc tính khả năng quá áp tạm thời theo thời gian

Cần lưu ý có hai cách thể hiện:

a Cách 1 (theo các nhà sản xuất Châu Âu và theo tiêu chuẩn IEC)

Trong Hình 1.1, đường đặc tuyến ở phía trên có giá trị đối với các chống sét không có mang tải trước đáng kể Vì lý do ổn định nhiệt nên nhiệt độ MOV không thể vượt quá một giá trị xác định, năng lượng do chống sét hấp thụ cũng bị giới hạn Với lý do đó, tải cho phép trong khoảng thời gian t sẽ giảm theo giá trị của T đáp ứng với TOV Đường đặc tuyến phía dưới có giá trị đối với chống sét khi ở thời điểm t = 0 đã mang tải trước là Uc, có năng lượng E Dĩ nhiên đường đặc tuyến này nằm bên dưới đường đặc tuyến chưa mang tải bởi vì trong từng trường hợp, năng lượng hấp thụ vào chống sét van trong khoảng thời gian t của đường đặc tuyến mang tải phải nhỏ hơn

Cách 2: (theo các nhà sản xuất Châu Mỹ theo tiêu chuẩn ANSI)

Đường cong được thiết lập bằng cách sử dụng điện áp tần số công nghiệp để

chống sét cho nhiều lần từ 0,1 đến 104 giây Một thí nghiệm quá áp được giảm đến giá trị MCOV trong vòng 200 ms trước khi bị hỏng do nhiệt Khu vực bên dưới đường cong là đặc tính điện áp – thời gian mà ở đó các mẫu thử đã được xác định

ổn định nhiệt trong khoảng thời gian chu kỳ sau 30 phút với tổn thất công suất bằng hay ít hơn giá trị gốc Mặc dù điều này không phải là một thí nghiệm được bắt buộc hay được mô tả bởi tiêu chuẩn ANSI hay IEC Không phải vì nó là một thí nghiệm

ít quan trọng để thiết lập một đường cong điện áp tần số công nghiệp - thời gian nhằm xác định khả năng của một chống sét đáp ứng dòng điện phóng mà theo kinh nghiệm sự quá áp ở tần số công nghiệp không bị quá nhiệt Cần lưu ý là ở tiêu chuẩn ANSI thử nghiệm mang tải trước để có đường cong Prior Duty chỉ yêu cầu

áp dụng đối với các chống sét loại trạm (Station class) và loại trung gian (Intermediated class)

Hình 1.2 Khả năng chịu quá áp tạm thời của chống sét van VariSTAR

- loại AZL8

6 Điện áp kẹp, điện áp dư U res (Residual voltage)

Điện áp dư Ures là điện áp xuất hiện giữa hai cực chống sét trong quá trình dòng điện phóng chạy qua chống sét Nó phụ thuộc vào biên độ cũng như dạng sóng của dòng điện phóng và được biểu thị ở giá trị đỉnh Đối với các biên độ và dạng sóng khác với dòng điện phóng định mức, điện áp dư thường được biểu thị bằng % so với điện áp phóng ở dòng điện định mức

7 Hệ số sự cố chạm đất K e (Earth fault factor)

Hệ số chạm đất Ke là tỷ số của điện áp ở các pha không bị sự cố trong quá trình

sự cố đối với điện áp trước khi bị sự cố chạm đất (Bảng 1.2)

Bảng 1.2 Hệ số Ke đối với các cấu hình khác nhau của hệ thống điện

Tổng trở ngắn mạch nhìn từ thiết bị chống sét trong quá trình xảy ra TOV đóng vai trò quan trọng để xác định yêu cầu năng lượng, các yếu tố khác ảnh hưởng đến dung lượng TOV là năng lượng hấp thụ như nhiệt độ ban đầu của các thớt của bộ chống sét khi có TOV và điện áp đưa vào sau TOV Đối với các TOV có tần số cao hơn tần số công nghiệp có thể giả thiết ở cùng một biên độ điện áp thì khoảng thời gian chịu đựng của chống sét trong hai trường hợp này được xem như nhau nếu quá trình này ngắn hơn 10s Đối với các trường hợp khác thì phải tham khảo ý kiến nhà sản xuất

Theo IEC là các thử nghiệm chịu đựng xung dòng thời gian dài (Long duration current impulse withstand test) Và theo ANSI là các thí nghiệm chịu đựng dòng phóng (Discharge current withstand test) đó là các xung dòng chữ nhật dài 2-3,2ms, biên độ 200 – 1000A và số xung là 18 hay 20 Nói chung, các yêu cầu của IEC là khắc nghiệt hơn yêu cầu của ANSI do năng lượng mỗi xung là cao hơn Thông

thời gian dài (như các ứng suất tần số công nghiệp) so với các dòng cao có thời gian ngắn (như dòng phóng của tụ điện) Khi đề cập đến dung lượng năng lượng phải kèm theo chu trình thử nghiệm nếu không thì không có nghĩa Cũng cần lưu ý các

số liệu cho bởi các nhà sản xuất thường khác nhau và khó so sánh trừ phi chúng cũng được tiến hành với các chu trình thử nghiệm tương đương Các số liệu có thể được giới thiệu bằng nhiều cách chẳng hạn như kJ/kV MCOV hay kJ/kV định mức

Có thể xem sự khác nhau là 25% định mức là khoảng 1,25 lần MCOV

1.4 Thiết bị chống sét van MOV không khe hở

1 Cấu tạo chống sét MOV (Metal Oxide Varistor)

MOV tổng hợp gồm nhiều kim loại Các đặc tính điện yêu cầu của sản phẩm cuối cùng là hoàn toàn không có ở các nguyên liệu được sử dụng Do vậy, các đặc tính điện của MOV được hình thành khi sản xuất, oxit kim loại được dùng để chế tạo MOV thường là oxit kẽm

Biến trở oxit kẽm (ZnO) bao gồm chủ yếu là oxit kẽm (khoảng 90% trọng lượng) và một lượng nhỏ các oxit kim loại khác còn được gọi là phụ gia như: bismuth, cobalt, antimany và oxit măng gan

2 Đặc tính của MOV

Hình 1.3 Đặc tính điện trở phi tuyến của chống sét van MOV

Như ở Hình 1.3, điện trở của phần tử MOV là một hàm theo điện áp đặt tại đầu cực Ở điện áp vận hành bình thường, điện trở của phần tử ZnO có trị số rất lớn và được xem như là cách ly với hệ thống

Trong điều kiện có quá điện áp, điện trở của MOV giảm xuống rất thấp và dẫn dòng điện xung chạy qua, như vậy sẽ bảo vệ được các thiết bị khỏi bị phá hỏng khi

có quá điện áp xảy ra Dòng điện chạy qua chống sét van là dòng phóng điện và

điện áp giữa hai cực của nó được gọi là điện áp dư Như vậy, tổng của điện áp dư của chống sét van với điện áp rơi trên dây nối là điện áp đặt lên thiết bị được bảo vệ trong thời gian xảy ra phóng điện

Sau khi cho dòng điện phóng qua, và điện áp hệ thống trở lại điện áp vận hành bình thường thì điện trở của chống sét van MOV lại tăng cao và trở về chế độ làm việc như một thiết bị cách ly

1.5 Lựa chọn thiết bị chống sét van theo thông số hệ thống

Theo kinh nghiệm, một số tài liệu kiến nghị khi thiếu các thông tin về vị trí lắp đặt thiết bị chống sét, có thể sử dụng các số liệu sau đây để chọn thiết bị chống sét

áp dụng cho MOV không khe hở thì điện áp định mức của chống sét được chọn như sau:

- 1,25 x điện áp pha-đất định mức với hệ thống 4 dây, trung tính nối đất lặp lại

- 0,8 x điện áp dây định mức đối với hệ thống 3 dây, trung tính trực tiếp nối đất

- 1,05 x điện áp dây đối với hệ thống cách đất

Tuy nhiên, để đảm bảo các biên hạn bảo vệ và phát huy tốt chức năng bảo vệ quá áp của thiết bị chống sét việc lựa chọn chống sét cần tiến hành các bước sau:

 Bước 1: Xác định môi trường lắp đặt của chống sét

Ở bước này cần xác định yếu tố môi trường bên ngoài nơi chống sét sẽ được lắp đặt như: Chống sét van được lắp đặt trong nhà hay ngoài trời, mức độ ô nhiễm

để xác định chiều dài đường rò của vỏ bọc cách điện

Ngoài ra cũng cần chú ý đến điều kiện làm việc không bình thường sau đây để liên hệ với nhà sản xuất để được tư vấn:

- Nhiệt độ môi trường xung quanh lớn hơn +400C hay thấp hơn -400C

- Độ cao nơi lắp đặt so với mực nước biển lớn hơn 1000m (các CSV chế tạo theo tiêu chuẩn ANSI độ cao này là h > 1800 m (6000 feet)

- Hơi hay hơi nước có thể gây hư hỏng bề mặt của cách điện ngoài

- Sự nhiễm bẩn quá mức gây ra bởi khói, bụi, hơi muối hay các vật liệu dẫn điện khác

- Lắp đặt những nơi mà có các yếu tố quá mức như hơi nước, độ ẩm, nước chảy thành dòng

- Sự pha trộn các khả năng phát nổ như bụi, khí hay hơi

- Các điều kiện cơ học khơng bình thường (động đất, rung động, tốc độ giĩ cao, băng đĩng dày)

- Lưu kho hay vận chuyển khơng bình thường

- Tần số dưới 48Hz hay trên 62Hz

- Nguồn nhiệt lắp đặt gần nơi chống sét van

 Bước 2: Xác định các thơng số của hệ thống

a Xác định điện áp vận hành cực đại của hệ thống U m

Điện áp cực đại của hệ thống là giá trị hiệu dụng cao nhất của điện áp dây xảy

ra trong điều kiện vận hành bình thường ở một thời điểm và vị trí nào đĩ trong hệ thống

Nếu chỉ cĩ điện áp định mức Ur hệ thống thì chọn: Um = (1,05  1,1)Ur

b Xác định hệ số chạm đất K e

Hệ số Ke phụ thuộc vào phương thức nối đất của điểm trung tính, tham khảo số liệu Ke ở Bảng 1.2

c Xác định giá trị quá điện áp tạm thời

Thơng thường giá trị UTOV được hiểu là điện áp ở sự cố chạm đất một pha Biên

độ UTOV được xác định như sau:

TOV e Um

3

lưới  Cần lựa chọn: UTOV chống sét van  UTOV lưới

 Bước 3: Kiểm tra các lý do khác xảy ra TOV

Thơng thường TOV xuất hiện khi cĩ sự cố chạm đất, hoặc do sa thải phụ tải, tuy nhiên ở một số kết cấu lưới nào đĩ cĩ thể xảy ra quá điện áp cộng hưởng, điều này cũng cĩ thể xảy ra khi các cực máy cắt tác động khơng đồng thời Quá điện áp cộng hưởng khơng được dùng làm cơ sở để tính chọn TOV của chống sét

Trong một vài trường hợp vận hành, để giảm dịng sự cố, người ta chỉ chọn nối đất trung tính của một số biến áp Trong trường hợp này cĩ thể xảy ra khả năng một

số bộ phận của hệ thống cĩ thể trở thành mất tác dụng phần nối đất (ví dụ như tăng giá trị Ke), trong một số giai đoạn khi mà một hoặc nhiều máy biến áp cĩ trung tính được tách ra khơng nối đất Nếu khơng dự phịng cho việc này thì một số sự cố

chạm đất xảy ra trong những giai đoạn này có thể dẫn đến TOV cao hơn và làm hỏng chống sét

Tuy nhiên, hiếm khi xảy ra trường hợp này, do vậy người ta chấp nhận nguy cơ hỏng chống sét thay vì chọn một chống sét van có TOV cao hơn

 Bước 4: Xác định điện áp vận hành liên tục của chống sét U c

COV hay MCOV là trị số hiệu dụng của điện áp tần số công nghiệp cho phép đã được thiết kế cho chống sét mà có thể áp dụng liên tục vào hai cực của chống sét

Lưu ý: Uc của bộ chống sét có thể nhỏ hơn tổng các Uc của từng phần tử khi điện áp phân bố dọc theo chống sét không hoàn toàn đồng nhất

C Um

U

3

 Bước 5: Xác định thời gian chịu quá áp điện áp nội bộ (có chạm đất 1 pha)

Thời gian này phụ thuộc vào yêu cầu thời gian giải trừ sự cố, một số quy định như sau:

a Đối với lưới trung tính cách đất t  2 giờ (theo quy trình vận hành hiện nay

ở Việt Nam, cho phép thời gian tách điểm sự cố txl  2 giờ)

b Đối với các lưới trung tính trực tiếp nối đất, nên chọn t = 10s, giá trị này phù hợp với thực trạng bảo vệ rơle hiện nay ở Việt Nam

Hai giá trị đề xuất ở a và b dùng để kiểm tra chống sét dự kiến chọn có phù hợp với yêu cầu cấu hình lưới điện hay không

1.6 Kết luận

Chương này đã trình bày được hiện tượng sét và các thông số của sét, các định nghĩa cơ bản một số thuật ngữ theo hai tiêu chuẩn ANSI và IEC Đồng thời trình bày được cấu tạo và cách lựa chọn thiết bị chống sét van theo thông số hệ thống

Ưu điểm của chống sét van là cải thiện đặc tính bảo vệ xung sét tốt hơn cho các thiết bị phân phối, đặc biệt là đối với các hệ thống có cách điện rắn như cáp ngầm

và máy biến áp phân phối Điện áp phóng thấp không những cải thiện biên hạn bảo

vệ giữa chống sét và điện áp xung mà còn làm giảm sự hư hỏng cách điện và tuổi thọ thiết bị được kéo dài Khả năng chịu quá áp tạm thời tốt hơn sẽ đưa đến độ tin cậy được cải thiện trong các trường hợp quá áp bất thường xảy ra

Muốn cho chống sét van bảo vệ được máy biến áp thì tốt nhất chống sét van phải đặt tại đầu cực máy biến áp, nhưng chống sét van còn phải bảo vệ cho toàn bộ cách điện của trạm, cho nên trong trường hợp tổng quát giữa chống sét van và đầu cực máy biến áp cần có một khoảng cách phân cách Việc xác khoảng cách phân cách này đã và đang được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm Chương 2 giới thiệu một

số phương pháp xác định khoảng cách phân cách, có xem xét đến các ưu, nhược điểm của từng phương pháp và hướng nghiên cứu nhằm khắc phục phần nào các nhược điểm này

Chương 2

CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ LẮP ĐẶT

CHỐNG SÉT VAN BẢO VỆ TRẠM BIẾN ÁP PHÂN PHỐI

2.1 Phương pháp xác định vị trí chống sét van dựa trên mô hình Petersen [1]

Phương pháp này giả thiết chống sét van đặt tại đầu cực máy biến áp cần bảo

vệ (Hình 2.1) Vì vậy không quan tâm đến sóng phản xạ

Z

Transformer

Arrester U p

U t

Hình 2.1 Sơ đồ bảo vệ trạm bằng chống sét van

Trường hợp này dòng định mức chống sét van được chọn theo điều kiện:

CSV 2.U Ut pI

Z



Ở đây: Ut là biên độ sóng quá áp truyền đến trạm, kV; Z là tổng sóng đường

dây, ; Up là mức bảo vệ của chống sét van, kV

Ưu điểm: Phương pháp này đơn giản

Nhược điểm: Không sử dụng được khi chống sét van không đặt tại đầu cực thiết

bị cần bảo vệ

S J

Hình 2.2 Khoảng cách phân cách D

Phương pháp này dựa trên sự chênh lệch mức cách điện xung cơ bản của máy

biến áp và mức bảo vệ của chống sét van để xác định được khoảng cách phân cách

tối đa D cho phép:

Ở đây: BIL là mức cách điện xung cơ bản của máy biến áp, kV; S là độ dốc đầu

sóng, kV; C là tốc độ truyền sóng trên đường dây, C = 300 m/s

Phương pháp này có ưu điểm là có xét đến khoảng cách phân cách cho phép

giữa chống sét van và đầu cực máy biến áp Tuy nhiên, vẫn chưa tính đến thời gian

đầu sóng và sóng phản xạ

2.3 Phương pháp đề xuất bởi ABB [5]

Phương pháp xác định khoảng cách phân cách đề xuất bởi ABB cũng gần như

phương pháp của Benoît de Metz-Noblat Nhưng có tính đến đường dây nối giữa

chống sét van với đường dây và chiều dài dây đến đầu cực máy biến áp, đồng thời

cũng xét đến kiểu kết cấu trạm đường dây trên không và trạm có kết cấu đường dây

cáp ngầm

2.3.1 Trạm biến áp kết nối với đường dây trên không

Xét đường dây phân phối trên không trình bày ở Hình 2.3:

a, b : Chiều dài dây, m; C: Tốc độ truyền sóng, m/µs; S: Độ dốc đầu

sóng, kV/µs; UE: Quá áp tại E, kV

Hình 2.3 Sơ đồ tính toán quá điện áp ở cuối đường dây

Quá điện áp Ut truyền sóng vào với tốc độ C hướng theo đường dây vào đầu

cực E Tại điểm E là thiết bị điện được bảo vệ (như máy biến áp) Khi sóng truyền

tới E, nó được phản xạ và điện áp tăng 2Ut Chức năng chống sét van (CSV) là bảo

vệ thiết bị điện từ lúc bắt đầu tiến tới giá trị điện áp cao không cho phép Giả sử cho

rằng độ dốc đầu sóng S của sóng quá điện áp truyền vào là hằng số theo thời gian,

giá trị lớn nhất UE được xác định theo biểu thức sau:

Kinh nghiệm cho rằng hệ số an toàn 1,2 là bảo vệ hiệu quả giữa BIL của thiết

bị điện và xung quá áp UE tại thiết bị điện

2.S a bBIL U U



   (2.4) Nếu giá trị giới hạn được đặt L = a + b thì có phương trình sau đây:

Nếu tổng đường dây đấu nối là a+b nhỏ hơn khoảng cách bảo vệ D của thiết bị

chống sét thì thiết bị điện được bảo vệ tại điểm E Các giá trị BIL (mức cách điện

cơ bản) và Up (mức điện áp bảo vệ của chống sét van) và S (độ dốc đầu sóng) được

ước tính tùy thuộc vào điện áp định mức, loại và kết cấu của đường dây

2.3.2 Trạm biến áp kết nối với cáp ngầm

1 Bảo vệ quá điện áp cho cáp

Sự khác nhau chủ yếu giữa dữ liệu điện của đường dây trên không và cáp là trở

kháng xung dây dẫn với đất Giá trị cho đường dây phân phối trên không xấp xỉ từ

300  đến 450  và cho cáp trong phạm vi từ 20  đến 60  Trước hết, sự khác

nhau này gây ra sự giảm rõ rệt của quá điện áp do sét khi xung sét truyền vào cáp

Xung điện áp đi vào cáp bị suy giảm và bị phản xạ tại cuối cáp làm điện áp tăng lên

gấp đôi Sau đó, xung truyền trở lại qua cáp và phản xạ thêm một lần nữa v.v

Bằng cách này, quá điện áp trong cáp tăng đều đều mặc dù độ dốc quá điện áp trong

cáp thấp hơn thực sự, trị số đỉnh này gần bằng quá điện áp do sét trên đường dây

Bảng 2.1 trình bày cách chọn chiều dài cho phép lớn nhất của đoạn cáp với

một bên bảo vệ thiết bị chống sét ứng với hai loại cột Trong đó, Zk là tổng trở sóng

cáp, ; chiều dài dây nối từ đầu cực chống sét van đến cáp là 1 m

Bảng 2.1 Chiều dài cho phép lớn nhất Dk của đoạn cáp

D k (m)

D k (m)

2 Máy biến áp đặt tại cuối đoạn cáp ngầm

Đây là trường hợp thường gặp ở những khu vực đường dây trên không do địa

hình không thể đấu nối trực tiếp máy biến áp, sơ đồ nguyên lý Hình 2.4

F

D k

CSV 2

a b

V k

MBA S

CSV 1

C U

V T t

Các chống sét van; a, b: Chiều dài các dây nối, m; Vk: Điện áp lớn nhất tại cuối

Hình 2.4 Sơ đồ trạm biến áp được kết nối với cáp ngầm

Trong Hình 2.4, CSV1 là chống sét van ở cột chuyển tiếp đường dây trên không

và đoạn cáp ngầm, CSV2 là chống sét van nối giữa đầu cuối của đoạn cáp và máy

biến áp với các khoảng cách a, b

Về nguyên tắc b càng nhỏ càng tốt, để CSV2 bảo vệ quá áp đầu cuối của cáp

Nếu b tăng thì Vk tăng rất nhanh Nếu xem điện dung của máy biến áp là 2nF

(trường hợp điện dung bé hơn thì khoảng cách a tăng lên), trong đó Zk là tổng trở

sóng của cáp, với khoảng cách a trong bảng thì không cần lắp đặt thêm chống sét

van ở máy biến áp

Bảng 2.2 Khoảng cách a phân cách tối đa cho phép giữa cáp và máy biến áp ở với

Đối với trạm kết nối với đường dây trên không: có tính đến khoảng cách từ

chống sét van đến đường dây trên không (b) và khoảng cách từ điểm chung dây nối

chống sét van với đường dây đến đầu cực máy biến áp (a), độ dốc sóng (S)

Đối với trạm kết nối với đường dây kết nối với cáp ngầm: có tính đến tổng trở

sóng của cáp, chiều dài cáp, quá áp đoạn cuối cáp, loại cột, phần tử mang tính dung

(máy biến áp)

Tuy nhiên, phương pháp này chưa quan tấm đến hệ số che chắn, cấu hình trạm

phức tạp, mật độ sét khu vực, tổng trở các dây nối của hai đầu chống sét van, độ dốc

chọn lựa theo kinh nghiệm

2.4 Phương pháp J R Lucas [3, 6]

2.4.1 Phương pháp đơn giản

Theo phương pháp này cần xác định biên độ dòng sét (I0) Từ đó tính được độ

dốc đầu sóng tại điểm kết nối giữa đường dây và chống sét van (SA) Trên cơ sở các

dữ liệu này tính được khoảng cách phân cách D (Hình 2.5)

O: Điểm sét đánh; Et : Điện áp đỉnh tại đầu cực máy biến áp, kV; I0: Biên độ

dòng sét, kA; Up : Mức bảo vệ của chống sét van, kV; S0 : Độ dốc tại O, kV/µs;

Hình 2.5 Bảo vệ chống sét van với trạm một máy biến áp

Số lần sét đánh trực tiếp (N) vào đường dây phân phối phụ thuộc vào: Sf (hệ

số che chắn do các vật thể ở gần, thường chọn khoảng 0,3  0,5), h (chiều cao cột,

m), b (khoảng cách ngang giữa các dây dẫn ngoài cùng, m) và Ng (mật độ sét đánh,

số lần/km2.năm) Giá trị N có thể tính theo công thức

NN (b 28.h ).(1 S ).10  (lần/km.năm) (2.6)

D

Hình 2.6 thể hiện che chắn của các vật thể (toà nhà, cây cối…) gần đường dây

phân phối

Hình 2.6 Che chắn gần đối tượng

(Nếu: x = H = h thì Sf = 0,5) Khoảng thời gian cho phép giữa hai lần gây nguy hiểm (ts):



s LFt

Ở đây: LF (Lifetime) là tuổi thọ máy biến áp, năm; FR (Failure Rate) là tỷ lệ rủi

ro hư hỏng có thể chấp nhận máy biến áp trong khoảng thời gian thọ LF, %

Số lần sét đánh được nhận ở đoạn OA trong thời gian ts:

Ở đây: T là thời gian đầu sóng, s; Z là tổng trở sóng đường dây, ;

k=1,5.106s/kVm là hằng số suy giảm do vầng quang

Khoảng cách phân cách giữa chống sét van và đầu cực máy biến áp:

Ưu điểm của phương pháp này có xét đến mật độ sét đánh khu vực, hệ số che

chắn, xác suất xuất hiện dòng sét vượt giá trị I0, tức chỉ quan tâm đến chỉ tiêu kỹ

thuật Tuy nhiên phương pháp này chưa xét đến tỷ lệ rủi ro hư hỏng, tức chỉ tiêu

kinh tế

2.4.2 Phương pháp cải tiến

Theo phương pháp này cần xác định số lần xung sét nhận được tại điểm A trong

một năm (Nf) Từ đó, tính được độ dốc đầu sóng tại điểm kết nối giữa đường dây và

chống sét van (SA) Trên cơ sở các dữ liệu này, tính được khoảng cách phân cách D

(Hình 2.7)

Dòng sét gây nên độ dốc Iox của sóng đi vào lớn hơn SA sau khi đánh vào

đường dây tại một khoảng cách x cách xa tính từ điểm A

f i(x)

N  N e dx, lần /năm (2.15)

Phương pháp này xác định khoảng cách phân cách giữa chống sét van và đầu cực

máy biến áp trên cơ sở điện áp xung Et tại đầu cực máy biến áp phải thấp hơn điện

áp cách điện xung định mức của cuộn dây máy biến áp (BIL) Đồng thời có xét đến

tỉ lệ rủi ro, hệ số che chắn, mật độ sét đánh Tuy nhiên, phương pháp này cũng còn

một số hạn chế như hệ số che chắn chọn theo kinh nghiệm và chỉ quan tâm đến cấu

hình trạm một máy biến áp

2.5 Kết luận

Các phương pháp trên từ đơn giản đến phức tạp cũng đã đạt được một số kết

quả nhất định trong việc lựa chọn hợp lý chống sét van bảo vệ máy biến áp, cũng

như xác định được khoảng cách phân cách hợp lý giữa chống sét van và đầu cực

máy biến áp của cấu hình trạm đơn giản một máy biến áp có xét đến các yếu tố ảnh

hưởng như mật độ sét khu vực, hệ số che chắn, bên độ dòng sét, tỉ lệ rủi ro,

Nhưng nhìn chung vẫn còn một số vấn đền cần tiếp tục nghiên cứu như:

- Xác định khoảng cách phân cách trong trường hợp trạm có hơn một máy

biến áp, nhiều đường dây đến

- Vì các vật thể che chắn ảnh hưởng rất lớn đến giá trị quá áp trên đường dây

đi vào trạm Do vậy, cần có phương pháp xác định cụ thể hơn, chứ không

thể chỉ dựa vào kinh nghiệm

- Cần quan tâm đến giá trị thời gian trung bình hư hỏng máy biến áp (MTBF)

và tổng trở dây nối giữa hai đầu chống sét van trong quá trình xác định

khoảng cách phân cách

Chương 3

PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ ĐẶT

CHỐNG SÉT VAN BẢO VỆ TRẠM BIẾN ÁP PHÂN PHỐI

3.1 Phương pháp xác định vị trí chống sét van theo IEEE Std C62.22.2009 [7]

Hầu hết chống sét van đặt tại đầu cực máy biến áp thì máy biến áp được bảo

vệ an toàn nhất, nhưng chống sét van còn phải bảo vệ cho toàn bộ cách điện của

trạm, cho nên trong trường hợp tổng quát này giữa chống sét van và đầu cực máy

biến áp cần có một khoảng cách phân cách

Dưới đây, trình bày giải thuật xác định vị trí đặt chống sét van đối với cấu hình

trạm một máy biến áp (Khoảng cách D, Hình 3.1) và cấu hình hai máy biến áp

Hình 3.1 Trạm một đường dây và một máy biến áp

Ghi chú: B : Phần của thiết bị có cách điện (dao cách ly, giá đỡ thanh góp,…) được

S : Độ gia tăng điện áp sóng tới đường dây, kA/s

D: Khoảng cách phân cách cực đại giữa J và đầu cực máy biến áp, m

Ở đây: MTBF là thời gian trung bình giữa các lần hư hỏng máy biến áp, năm

[8, 12, 28]; N là số lần sét đánh vào đường dây, số lần sét đánh/100 km/năm

Bước 2 Độ gia tăng điện áp sóng tới tại J:

c J

Ở đây: Kc là hằng số suy giảm do vầng quang, kV.km/s [21]

Bước 3 Điện áp băng ngang qua chống sét van từ J đến đất:

J

2Sdi

   , kV (3.3)

Với L = d + d 1 2.L o

Ở đây: Va là mức bảo vệ đầu sóng (FOW) của chống sét van tại 0,5s [21], kV;

di/dt là độ gia tăng xung dòng, kA/s; Z là tổng trở sóng đường dây,  [24]; L là

điện cảm của dây dẫn nối ở hai đầu chống sét van, H Trong đó, giá trị điện cảm

của dây dẫn trên một mét chiều dài (Lo) lấy gần bằng 0,85 H/m [21]

Bước 4 Điện áp chịu đựng cực đại của máy biến áp:

Ở đây: CWW là đỉnh sóng chịu đựng được của máy biến áp [25], kV; BIL là

mức cách điện xung cơ bản của máy biến áp, kV [25]; PRT là hệ số bảo vệ máy biến

3.1.2 Trạm ba đường dây và hai máy biến áp

Hình 3.2 Trạm ba đường dây và hai máy biến áp

Ghi chú: D1: Khoảng cách phân cách cho phép cực đại giữa đầu cực máy biến áp 1

đến

Bước 2 Xác định các thông số sau:

- Xác định điểm nút J, nơi mà điểm chung giữa máy biến áp, chống sét van và

đường dây sóng sét truyền đến

- Xác định khoảng cách D từ J đến đầu cực máy biến áp

- Xác định khoảng cách d1 từ J đến đầu cực chống sét van

- Xác định khoảng cách d2 từ chống sét van và mặt đất

Bước 3 Loại bỏ tất cả các đường dây kết nối đến d1

Bước 4 Tính tốc độ tăng điện áp tại điểm nút J:

c J

Bảng 3.1 Khoảng cách d1, d2 và số đường dây tính toán Ntt với các trường hợp

khác nhau

MBA xem xét Đường dây bị sét đánh d 1

(m)

d 2 (m)

N tt (đd)

Bước 5 Quá trình tính toán xác định khoảng cách phân cách cho từng trường hợp

máy biến áp được xem xét tương tự như trường hợp trạm một đường dây và một

máy biến áp từ bước 3 đến bước 5

Bước 6 Xác định khoảng cách phân cách D1 và D2:

D1 = min(D1_T1_Line A ; D1_T1_Line B ; D1_T1_Line C)

D2 = min(D2_T2_Line A ; D2_T2_Line B ; D2_T2_Line C)

Kết luận:

Ưu điểm là phương pháp này đã quan tâm đến thời gian trung bình giữa các

lần hư hỏng máy biến áp (MTBF), số lần sét đánh vào đường dây (N), khoảng cách

từ trạm đến chỗ sét đánh (dm), giá trị điện cảm của dây dẫn nối ở hai đầu chống sét

van (L), nhiều loại cấu hình khác nhau Tuy nhiên phương pháp này vẫn còn những

nhược điểm sau:

- Chưa xét đến các yếu tố ảnh hưởng của vật thể che chắn (Sf), mật độ sét

khu vực (Ng), hình dạng của cột…

- Số lần sét đánh vào đường dây (N) còn được ước lượng khi tính toán

- Giá trị điện cảm của dây dẫn nối ở hai đầu chống sét van (L) vẫn còn chọn

theo kinh nghiệm

Dưới đây, đề xuất phương pháp cải tiến xác định vị trí lắp đặt chống sét van

bảo vệ trạm biến áp nhằm khắc phục được các nhược điểm nêu trên

3.2 Phương pháp cải tiến xác định vị trí đặt chống sét van

3.2.1 Yếu tố che chắn

Khi không có che chắn các vật thể (cây cối và các công trình) ở hai phía đường

dây phân phối thì số lần sét đánh vào đường dây rất nhiều Như vậy, các vật thể che

chắn đó đóng một vai trò quan trọng trong việc thực hiện sét đánh lên đường dây

phân phối Nó có thể làm tăng hoặc giảm đáng kể số lần sét đánh lên đường dây

Hình 2.10 thể hiện che chắn của các vật thể gần đường dây phân phối

Hệ số che chắn (Sf), được định nghĩa là phần cho mỗi đơn vị của đường dây

phân phối được bảo vệ bởi các vật thể gần đó Đường dây phân phối được che chắn

bởi hai phía nên hệ số che chắn được thể hiện:

Sf = SfL + SfR (3.7)

Ở đây: Sf là hệ số che chắn tổng; SfL là hệ số che chắn ở phía bên trái; SfR là hệ

số che chắn ở phía bên phải

Ghi chú:Hệ số che chắn bằng 0, có nghĩa là đường dây phân phối bố trí ở vùng

không có che chắn bởi các vật thể gần nó

Hệ số che chắn bằng 1, có nghĩa là đường dây phân phối hoàn toàn được

bảo vệ từ các vật thể gần nó

Nếu tổng của các hệ số che chắn lớn hơn 1, thì tổng hệ số che chắn bằng 1

Hình 3.3 trình bày quan hệ giữa hệ số che chắn, chiều cao vật thể che chắn và

khoảng cách từ vật thể đến đường dây phân phối [9] Các vật thể được giả sử là một

hàng đồng nhất song song với đường dây phân phối và bố trí một phía của đường

dây Hình 3.3 cũng được sử dụng cho các vật thể ở cả hai phía của đường dây phân

phối

Hệ số che chắn ở hai bên đường dây phân phối (SfL, SfR) đã được xác định ở

Hình 3.3 tuỳ theo khoảng cách từ vật thể đến đường dây phân phối và chiều cao vật

thể Tuy nhiên, đó mới chỉ là 6 đặc tuyến quan hệ giữa Sf, DO và H, nghĩa là đối với

chiều cao vật thể H bất kỳ thì Hình 3.3 không xác định được Sf

Dưới đây, nhóm nghiên cứu sử dụng kỹ thuật hồi quy và công cụ Curve Fitting

trong Matlab để xây dựng được 16 phương trình đặc tuyến quan hệ giữa Sf, DO và

Hình 3.3 6 đặc tuyến quan hệ giữa Sf, DO và H

a Giới thiệu công cụ Curve Fitting Toolbox trong Matlab [8]

Công cụ Curve Fitting Toolbox là sự tập hợp nhiều giao diện đồ thị, giao tiếp

trực tiếp với người sử dụng, và các hàm M-file, được xây dựng trong môi trường

tính toán kỹ thuật của Matlab Nó thực hiện các nhiệm vụ chính sau: khảo sát 1 hay

nhiều khối dữ liệu và xử lý điều chỉnh để vẽ đồ thị, đánh giá biểu đồ linh hoạt nhất

bằng cách sử dụng các số dư

Đầu tiên, khởi động chương trình Matlab Trong cửa sổ Workspace chọn “New

variable”, giả sử tạo một tập hợp của hai biến DO và Sf (Hình 3.4) Sau đó lần lượt

click vào DO và Sf để nhập dữ liệu cho hai biến (Bảng 3.2)

Khoảng cách từ vật thể đến đường dây phân phối (DO), m

Hình 3.4 Cửa sổ Workspace Bảng 3.2 Nhập dữ liệu cho hai biến DO và Sf ứng với trường hợp H = 10 m

Chương trình cho phép đổi tên biến, hiệu chỉnh dữ liệu và xem dữ liệu của một

biến bất kì bằng cách chọn tên biến cần quan tâm

Để mở công cụ Curve Fitting, nhập câu lệnh: cftool

Hình 3.5 Giao diện tạo Curve Fitting Toolbox

Các dữ liệu của hai biến DO và Sf nhập liệu xong sẽ được cập nhật vào

trong Curve Fitting Tiếp theo, để khai báo dữ liệu chọn trang “Data” xuất hiện

cửa sổ như Hình 3.6

Hình 3.6 Cửa sổ Data

Chọn tên biến cho X Data và Y Data, tạo tên file:

Ví dụ: Tìm hàm số y = Sf(DO)

Sau khi khai báo biến xong, click vào nút “create data set” và đóng của sổ lại

Tiếp theo chọn trang Fitting, xuất hiện của sổ như Hình 3.7

Hình 3.7 Cửa sổ Fitting

Chức năng chính của Fit Editor đi tìm mối tương quan chính xác nhất giữa biến

DO và Sf thông qua các hàm toán học cơ bản được xây dựng sẵn trong MATLAB

như hàm đa thức, hàm mũ, hàm lograrit…, khai triển Fourier và hàm toán do

người thực hiện tạo ra Việc chọn kết quả chính xác nhất phụ thuộc vào thông số

R-square tiến gần đến giá trị 1

Linear model Poly3:

f(x) = p1*x^3 + p2*x^2 + p3*x + p4 Coefficients (with 95% confidence bounds):

p1 = 5.013e-007 (2.836e-007, 7.19e-007) p2 = -6.051e-005 (-9.367e-005, -2.735e-005) p3 = -0.003655 (-0.005062, -0.002249) p4 = 0.4813 (0.4654, 0.4971)

Goodness of fit:

R-square: 0.9966 SSE: 4.017e-030 RMSE: 3.213e-017

Kết quả: y = Sf (DO=x) = 5,013.10-7.x3 – 6,051.10-5.x2 – 0,003655.x + 0,4813

Nhận xét: Vì giá trị RMSE, SSE rất nhỏ và R-square gần bằng 1 nên phương