LỜI CÁM ƠN.docx, SAU KHI BAO VE

LỜI CÁM ƠN Để hồn thành luận văn tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Tiến sỹ Đặng Thu Huyền, cô tận tâm nhiệt tình hướng dẫn tơi suốt thời gian thực đề tài Tôi xin chân thành cám ơn tập thể thầy cô giáo Khoa Hệ thống điện giảng dạy, truyền đạt tri thức giúp học tập nghiên cứu thời gian học cao học Xin chân thành cám ơn Ban Giám Hiệu, Phòng quản lý Khoa học -Sau Đại học trường Đại học Điện Lực Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho chúng tơi q trình học tập thực luận văn Phú Yên ngày 18 tháng năm 2015 Người thực Đặng Thế Gòn LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tơi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cám ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Học viên thực Đặng Thế Gòn DANH MỤC TỪ VIẾT TẮC SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN ANSI Viện tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ IEC Hội đồng Kỹ thuật quốc tế IEEE Học viện Kỹ sư điện – điện tử MOV Biến trở Oxit kim loại SG Khe phóng điện khơng khí TSG Sừng phóng điện TBBV Thiết bị bảo vệ TNS Hệ thống nối đất TNS TNC Hệ thống nối đất TNC TN Hệ thống nối đất TN TT Hệ thống nối đất TT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TRONG LUẬN VĂN Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật MOV hạ hãng SIEMENS………… 50 Bảng 3.2: Kết mô MOV hạ hãng SIEMENS………… 53 Bảng 3.3: Thông số MOV hãng AVX………………………………… 53 Bảng 3.4: Kết mô MOV hạ hãng AVX……………… 54 Bảng 3.5: Thông số kỹ thuật MOV hạ hãng Littelfuse…………… 55 Bảng 3.6: Kết mô MOV hạ hãng Littelfuse………… 57 Bảng 3.7 So sánh điện áp thông qua ba trường hợp SG, TSG, MOV…………………………………………………………………………… 82 Bảng 3.8 So sánh điện áp thông qua ba trường hợp phối hợp bảo vệ tầng………………………………………………………………………… 93 Bảng 3.9 So sánh điện áp thông qua trường hơpTSG1-MOV2 TSG1-MOV2-MOV3……………………………………………………… 101 Bảng 3.10 So sánh điện áp thông qua tải ba trường hợp phối hợp bảo vệ tầng lọc sét………………………………………………… 104 Bảng 3.11.So sánh điện áp thông qua ba trường hợp phối hợp bảo vệ tầng có lọc sét………………………………………………………… 107 DANH MỤC CÁC BẢN VẼ TRONG LUẬN VĂN Hình 1.1 Các giai đoạn phát triển phóng điện sét ……………………………… Hình 1.2 Dạng xung sét điện áp tiêu chuẩn1,2/50 µs……………………………… 10 Hình 1.3 Dạng dịng điện xung sét tiêu chuẩn………………………………………… 11 Hình 1.4 Biên độ hình dáng xung áp đường nguồn hạ áp…………… 12 Hình 1.4 Biên độ hình dáng xung áp đường nguồn hạ áp…………… 13 Hình 1.5 Tần suất xuất sét theo biên độ xung sét……………………………… 13 Hình 1.6 Tác động hình dáng xung sét 10/350µs………………………………… 14 Hình 1.7 Tác động xung sét 8/20µs dạng sóng…………………………………… 14 Hình 1.8 Tác động xung sét 8/20µs dạng sóng…………………………………… 15 Hình 1.9 Xung đột biến, sóng hài nhiễu đường nguồn hạ áp……………… 16 Hình 1.10 Cú sét đánh trực tiếp vào kim thu sét cơng trình…………………… 16 Hình 1.11 Cú sét trực tiếp đánh vào hệ thống nguồn mạng điện hạ áp…………… 17 Hình 1.12 Cú sét gián tiếp tiếp đánh vào đất gần vị trí cơng trình………………… 17 Hình 1.13 Cú sét gián tiếp tiếp đánh vào gần vị trí mạng điện hạ áp gần cơng trình………………………………………………………………………………………… 17 Hình 1.14.Phóng điện sét đám mây gây hiệu ứng xung sét lan truyền 18 Hình 2.1 :Vị trí lắp đặt ngun lý làm việc thiết bị cắt sét………………… 20 Hình 2.2 Vị trí lắp đặt nguyên lý làm việc tổ hợp thiết bị cắt sét lọc sét 20 Hình 2.3: MOV hạ áp…………………………………………………………………… 21 Hình 2.4 Đặc tuyến Vơn – Ampe MOV loại V130LA20A, Siemen…………… 22 Hình 2.5 : Sơ đồ thay MOV hạ điển hình V130LA20A………………… 22 Hình 2.6a : Trạng thái khóa MOV………………………………………………… 23 Hình 2.6b : Trạng thái làm việc MOV…………………………………………… 23 Hình 2.7 Khe phóng điện SG…………………………………………………………… 23 Hình 2.8 Cấu tạo TSG…………………………………………………………………… 25 Hình 2.9 - Sơ đồ cấu tạo thiết bị cắt sét, lọc sét TSG-SRF pha ERICO…… 26 Hình 2.10 Avalanche Diode sử dụng cho cơng nghệ SAD…………………………… 27 Hình 2.11 Sơ đồ nguyên lý thiết bị chống sét lan truyền theo cơng nghệ TDS 28 Hình 2.12 Các cấp độ bảo vệ áp dựa vào khu vực cần bảo vệ thiết bị điện theo tiêu chuẩn IEEE C62.41……………………………………………………… 30 Hình 2.13 Các cấp độ bảo vệ áp dựa vào khu vực cần bảo vệ thiết bị điện theo tiêu chuẩn ANSI/IEEE C62.41……………………………………………… 30 Hình 2.14 Các cấp độ bảo vệ áp dựa vào khả chịu áp thiết bịtheo tiêu chuẩn IEC 60664-1………………………………………………………… 31 Hình 2.15 Cấp bảo vệ thiết bị theo tính sử dụng kết cấu thiết bị điện theo tiêu chuẩn IEC 61643-12………………………………………………………………… 32 Hình 2.16 Cách lắp đặt thiết bị bảo vệ áp hạ dùng cho mạng điện1 pha 32 Hình 2.17 Cách lắp đặt thiết bị bảo vệ áp hạ dùng cho mạng điện pha 33 Hình 3.1 Thư viện Simulik chương trình Matlab……………………………… 35 Hình 3.2 Dạng sóng xung khơng chu kỳ chuẩn……………………………………… 36 Hình 3.3 Phân tích dạng sóng xung gồm tổng hai thành phần………………… 36 Hình 3.4 Đường cong xác định tỉ số b/a theo t2/t1………………………………………………………… 37 Hình 3.5 Đường cong xác định tỉ số at1theo b/a……………………………………… 37 Hình 3.6 Đường cong xác định tỉ số at1theo b/a……………………………………… 38 Hình 3.7 Sơ đồ khối tạo nguồn phát xung matlab…………………………… 39 Hình 3.8 Biểu tượng mơ hình nguồn phát xung………………………………… 39 Hình 3.9 Khai báo thông số yêu cầu nguồn xung sét……………………… 40 Hình 3.10 Sơ đồ mơ nguồn phát xung dịng…………………………………… 40 Hình 3.11 Khai báo thơng số nguồn xung dịng………………………………… 40 Hình 3.12 Dạng sóng nguồn xung dịng 8/20µs biên độ 5kA……………………… 41 Hình 3.13 Dạng sóng nguồn xung dịng 8/20µs biên độ 20kA……………………… 41 Hình 3.14.Sơ đồ mơ nguồn xung áp…………………………………………… 42 Hình 3.15: Khai báo thơng số xung áp 1,2/50 µs biên độ 8kV……………………… 42 Hình 3.16 Dạng sóng ngn xung áp 1,2/50 µs biên độ 5kV……………………… 42 Hình 3.17 Dạng sóng nguồn áp 10/700 µs biên độ 15kV…………………………… 43 Hình 3.18 Biểu tượng mơ hình MOV chương trình Matlab………………… 43 Hình 3.19 Quan hệ dịng điện điện áp mơ hình MOV……………………… 44 Hình 3.20 Hộp thoại mơ hình MOV Matlab……………………………… 44 Hình 3.21.Sơ đồ mạch tương đương mơ hình MOV hạ thế…………………… 45 Hình 3.22 Sơ đồ mơ hình điện trở phi tuyến V=f(I) MOV……………………… 46 Hình 3.23 Khai báo khối Look-Up Table……………………………………………… 47 Hình 3.24 Mơ hình MOV hạ hồn chỉnh………………………………………… 48 Hình 3.25 Hộp thoại khai báo biến Parameters mơ hình MOV hạ thế… 49 Hình 3.26 Biểu tượng mơ hình MOV hạ thế………………………………………… 49 Hình 3.27: Sơ đồ mơ đáp ứng MOV hạ với xung dòng chuẩn…… 50 Hình 3.28: Điện áp dư dịng điện qua mơ hình MOV mơ phỏngMOV B40K275 với xung 5kA_8/20µs………………………………………………………… Hình 3.29: Điện áp dư dịng điện qua mơ hình MOV mơphỏngMOV 40K275 với xung 10kA_8/20µs………………………………………………………… Hình 3.30: Điện áp dư dịng điện qua mơ hình MOV mơ MOV B40K275 với xung 20kA_8/20µs………………………………………………………… 51 5 Hình 3.31: Điện áp dư dịng điện qua mơ hình MOV mơ MOV VE17M02750K với xung dịng 3kA, 8/20µs…………………………………… 54 Hình 3.32: Điện áp dư dịng điện qua mơ hình MOV mơ MOV VE1702750K với xung dịng 2kA_8/20µs…………………………………………… 54 Hình 3.33: Điện áp dư dịng điện qua mơ hình MOV mơ MOV VE1702750K với xung dịng 1,5kA_8/20µs…………………………… 55 Hình 3.34: Điện áp dư qua mơ hình MOV mô MOV V275LA40A với xung 1.5kA _8/20us…………………………………………………………… 56 Hình 3.34: Điện áp dư qua mơ hình MOV mơ MOV V275LA40A với xung 1.5kA _8/20us…………………………………………………………… 57 Hình 3.35: Điện áp dư dịng điện qua mơ hình MOV mô V275LA40A với xung 3kA_8/20us, xung 5kA,8/20us………………………… 57 Hình 3.36 Mơ hình khe hở khơng khí SG Larsson……………………………… 58 Hình 3.37.Sơ đồ khối điều khiển SC SG matlab………………………… 59 Hình 3.38 Khai báo thơng số Breaker………………………………………… 60 Hình 3.39.Sơ đồ mơ phóng điện khe hở khơng khí Matlab…………… 61 Hình3.40 Các thơng số cần khai báo cho mơ hình Spark Gap…………………… 61 Hình 3.41 Khai báo tham số cho mơ hình SG MATLA……………………… 62 Hình 3.42 Biểu tượng mơ hình khe hở phóng điện khơng khí Spark Gap………… 62 Hình 3.43.Sơ đồ mạch mơ Spark Gap với nguồn xung áp…………………… 63 Hình 3.44 Khai báo thơng số mơ hình nguồn xung áp…………………… 64 Hình 3.45 Khai báo thơng số mơ hình Spark Gap………………………… 64 Hình 3.46.Đáp ứng Spark Gap có Vbreaker = 5000V với xung áp 10/700µs 10kV………………………………………………………………………………………… 64 Hình3.47 Đáp ứng Spark Gap có Vbreaker = 3,3kV với xung áp 1,2/50µs 10kV 65 Hình 3.48.Sơ đồ mạch mơ Spark Gap với nguồn xung dịng………………… 65 Hình 3.49 Dạng sóng xung dịng 8/20µs 5kA đáp ứng 66 SG………………… Hình 3.50 Dạng sóng xung dịng 10/350µs 10kA đáp ứng SG………… 66 Hình 3.51 Sơ đồ cấu tạo Triggered Spark Gap với điện trở phi tuyến …………… 67 Hình 3.52 Sơ đồ khối điều khiển TSG matlab…………………………… 68 Hình 3.53 Sơ đồ cấu tạo khối điện trở phi tuyến………………………………… 68 Hình 3.54 Các thơng TSG…………………………… Hình 3.55 Biểu tượng TSG………………… Hình 3.56.Sơ đồ mạch TSG……………………… số mơ cần hình mơ khe khai báo cho mơ hở phóng điện khơng khí 69 đáp ứng chống sét 69 Hình 3.57 Khai báo TSG………………………………………………… thơng số hình 68 cho 70 Hình 3.58 Đáp ứng mơ hình TSG với xung dịng 8/20µs 5kA………………… 70 Hình 3.59 Đáp ứng mơ hình TSG với biên độ xung dịng 8/20µs 20kA……… 71 Hình 3.60.Đáp ứng mơ hình TSG với xung dịng 10/3350µs 10kA…………… 71 Hình 3.61 Đáp ứng mơ hình TSG với xung dịng 10/350µs 5kA……………… Hình 3.62 Đáp ứng 3kA……………………… mơ hình TSG với xung 72 10/350µs 72 Hình 3.63.Phân chia khu vực bảo vệ tòa nhà theo tiêu chuẩn IEEE 73 587………… Hình 3.64 Mơ hình thử nghiệm TBBV sử dụng cơng nghệ MOV………………… Hình 3.65 Khai báo MOV…………………………………………… thơng số 74 74 Hình 3.66 Khai báo thơng số đường dây nguồn……………………………………… 75 Hình 3.67 Điện áp thơng qua tải trường hợp sử dụng MOV, xung dịng 10kA 8/20µs……………………………………………………………………………………… 75 Hình 3.68 Điện áp thơng qua tải trường hợp sử dụng MOV, xung dịng 20kA 8/20µs……………………………………………………………………………………… 76 Hình 3.69 Mơ hình thử nghiệm TBBV tầng sử dụng cơng nghệ SG…………… 76 Hình 3.70 Các thơng số nguồn xung dịng……………………………………… 77 Hình 3.71 Các thơng SG………………………………………………………… số 77 Hình3.72 Khái báo thơng số dây dẫn……………………………………………… 77 Hình 3.73 Điện áp thơng qua tải trường hợp sử dụng SG, xung dịng 10kA 8/20µs……………………………………………………………………………………… 78 Hình 3.75 Điện áp thông qua tải trường hợp sử dụng SG, xung dịng 20kA 8/20µs……………………………………………………………………………………… 78 Hình 3.76 Mơ hình thử nghiệm sử dụng cơng nghệ TSG…………………………… 78 Hình 3.77 Các thơng số TSG……………………………………………………… 79 Hình 3.78 Điện áp thơng qua tải trường hợp sử dụng TSG, xung dịng 5kA 8/20µs……………………………………………………………………………………… 79 Hình 3.79 Điện áp thơng qua tải trường hợp sử dụng TSG, xung dịng 10kA 8/20µs……………………………………………………………………………………… 80 Hình 3.80 Mơ hình mơ so sánh hiệu bảo vệ cơng nghệ SG, TSG, MOV……………………………………………………………………………………… 80 Hình 3.81 Điện áp thơng qua tải trường hợp xung dịng 20kA 8/20µs MOV, SG, TSG………………………………………………………………………………………………… 81 Hình 3.82 So sánh điện áp thông qua tải trường hợp xung dịng 20kA 8/20µs MOV, SG, TSG…………………………………………………………………………………… 81 Hình 3.83 Điện áp thơng qua tải trường hợp xung dịng 10kA 8/20µs MOV, SG, TSG…………………………………………………………………………………… 81 Hình 3.84 Đường bao đặc tính bảo vệ theo cấp điện áp thiết bị điện tử nhạy cảm…………………………………………………………………………………… 83 Hình 3.85 Mơ hình thử nghiệm phân phối bảo vệ tầng (TSG1 – MOV2)……… 84 Hình 3.86 Các thơng số nguồn xung dịng 8/20µs- 10kA…………………… 85 Hình 3.87 Khai báo thơng số TSG1………………………………………… 85 Hình 3.88 Khai báo thơng số MOV…………………………………………… 85 Hình 3.89 Điện áp thông qua tải trường hợp phối hợp bảo vệ tầng TSG1- 86 MOV2 xung dịng 10kA 8/20µs………………………………………………………… Hình 3.90 Điện áp thơng qua tải phương án phối hợp bảo vệ tầng TSG-MOV, 86 xung dòng 5kA 8/20µs…………………………………………………………………… Hình 3.91 Mơ hình thử nghiệm phối hợp bảo vệ tầng SG-MOV nguồn xung 87 dịng8/20us-10kA………………………………………………………………………… Hình 3.92 Điện áp thông qua tải trường hợp phối hợp bảo vệ tầng SG1MOV2,……………………………………………………………………………………… 87 Hình 3.93 Điện áp thơng qua tải trường hợp phối hợp bảo vệ tầng SG-MOV, xung dịng 5kA 8/20µs…………………………………………………………………… 88 Hình 3.94 Mơ hình thử nghiệm phối hợp bảo vệ tầng (MOV1-MOV2)………… 88 Hình 3.95 Khai báo thơng số MOV1………………………………………… 89 Hình 3.96 Khai báo thơng số MOV2……………………………………… 89 Hình 3.97 Điện áp thơng qua tải trường hợp phối hợp bảo vệ tầng MOV2MOV2 xung dịng 8/20µs10kA………………………………………………………… 90 Hình 3.98 Điện áp thơng qua tải trường hợp phới hợp bảo vệ tầng MOV1MOV2 xung dịng 8/20µs 5kA…………………………………………………………… 90 Hình 3.99 Mơ hình thử nghiểm so sánh bảo vệ tầng…………………………… 91 Hình 3.100 Điện áp thơng qua tải trường hợp xung dịng 10kA 8/20µs………… 91 Hình 3.101 Điện áp thơng qua tải trường hợp xung dịng 5kA 8/20µs…………… 92 Hình 3.102 Mơ hình thử nghiệm phối hợp bảo vệ tầng (TSG1-MOV2-MOV3) 94 Hình 3.103 Khai báo thơng số TSG1……………………………………… 94 Hình 3.104 Khai báo thơng số MOV2……………………………………… 95 Hình 3.105 Khai báo thơng số MOV3……………………………………… 95 Hình 3.106 Điện áp thông qua tải trường hợp phối hợp bảo vệ tầng TSG1MOV2-MOV3, xung dịng 10kA 8/20µs………………………………………… 96 Hình 3.107 Điện áp thông qua tải trường hợp phối hợp bảo vệ tầng TSG1MOV2-MOV3, xung dịng 5kA 8/20µs………………………………………………… 96 Hình 3.108 Mơ hình thử nghiệm phối hợp bảo vệ tầng (SG1-MOV2-MOV3)… 97 Hình 3.109 Điện áp thơng qua tải trường hợp phối hợp bảo vệ tầng SG1MOV2-MOV3, xung dịng 5kA 8/20µs xung dịng 10kA 8/20µs………………… 97 Hình 3.110 Mơ hình thử nghiệm phối hợp bảo vệ tầng (MOV1-MOV2-MOV3) 98 Hình 3.111 Điện áp thơng qua tải trường hợp phối hợp bảo vệ tầng MOV1MOV2-MOV3, xung dịng 5kA 8/20µs xung dịng 10kA 8/20µs………………… 98 10 Hình 3.112 Mơ hình thử nghiệm so sánh bảo vệ tầng (TSG1-MOV2-MOV3)và TSG2- MOV3với xung dịng 8/20µs 5kA 8/20µs 10kA………………………… 99 Hình 3.113 Điện áp thơng qua tải trường hợp phối hợp bảo vệ tầng TSG1MOV2-MOV3, hợp bảo vệ tầng TSG1-MOV2, xung dòng 10kA 8/20µs…… 99 Hình 3.114 Điện áp thơng qua tải trường hợp phối hợp bảo vệ tầng MOV1MOV2-MOV3, hợp bảo vệ tầng MOV1-MOV2, xung dịng 5kA 8/20µs…… 100 Hình 3.115 Mơ hình phối hợp bảo vệ hai tầng lọc sét…………………………… 102 Hình 3.116 Điện áp thơng qua tải trường hợp sử dụng lọc ét L = 150µH, RL = 0,017Ω, C = 50µF với xung dịng 20kA 8/20µs……………………… 102 Hình 3.117 Điện áp thơng qua tải trường hợp sử dụng lọc sét L = 80µH, RL = 0,022Ω, C = 22µF với xung dịng 20kA 8/20µs……………………… 103 Hình 3.118: Mơ hình phối hợp bảo vệ hai tầng lọc sét……………………… 105 Hình 3.119 Điện áp thông qua tải trường hợp sử dụng lọc sét L = 105 100µH, RL = 0.087Ω, C = 47µF với xung dịng 10kA 8/20µs……………… Hình 3.120 Điện áp thông qua tải trường hợp sử dụng lọc sét L = 106 150µH, RL = 0,17Ω, C = 50µF với xung dịng 20kA 8/20µs…………………… Hình 3.21: Mơ hình phối hợp bảo vệ hai tầng MOV1, MOV2 lọc sét……… 107 Hình 3.122: Điện áp dư qua tải mô bảo vệ tầng MOV1, MOV2 với xung sét 8/20µs- 10kA…………………………………………………………………… 108 11 ...LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cám ơn... Điện áp dư dịng điện qua mơ hình MOV mơ MOV VE1 7M02750K với xung dịng 3kA, 8/20µs…………………………………… 54 Hình 3.32: Điện áp dư dịng điện qua mơ hình MOV mơ MOV VE1 702750K với xung dịng 2kA_8/20µs……………………………………………... xung dịng 2kA_8/20µs…………………………………………… 54 Hình 3.33: Điện áp dư dịng điện qua mơ hình MOV mơ MOV VE1 702750K với xung dịng 1,5kA_8/20µs…………………………… 55 Hình 3.34: Điện áp dư qua mơ hình MOV mơ MOV