1. Trang chủ
  2. » Kỹ Thuật - Công Nghệ

Bảo vệ chống sét thiết bị điện và điện tử trong công trình

168 183 0
Tài liệu được quét OCR, nội dung có thể không chính xác

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 168
Dung lượng 4,69 MB

Nội dung

Trang 1

HUTECH University LOL45R NGUYEN VAN LICH DE TAI:

Trang 2

Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS.TS Quyền Huy Ánh

ME

PGS.TS Quyén Huy Anh

Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP HCM

ngày 2l tháng 03 năm 2015

Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ) TT Họ và tên Chức danh Hội đồng 1 | GS TS Lé Kim Hing Chủ tịch

2 | PGS TS Phan Thi Thanh Binh Phan bién 1

3 | TS Huỳnh Châu Duy Phản biện 2

4 | PGS TS Duong Hoài Nghĩa Uy vién

5 | PGS TS V6 Ngoc Diéu Uy vién, Thu ky

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận văn đã được sửa chữa (nêu có)

Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận văn

Trang 3

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Nguyễn Văn Lịch Giới tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 12/06/1974 Nơi sinh: Gia Lai

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện MSHV:1341830021 I- Tên đề tài: BẢO VỆ CHÓNG SÉT THIẾT BỊ ĐIỆN VÀ ĐIỆN TỬ TRONG CƠNG TRÌNH II- Nhiệm vụ và nội dung: Nhiệm vụ:

Tổng quan, các giải pháp bảo vệ chống sét thiết bị điện và điện tử bên trong tòa nhà; mô hình hóa và mô phỏng các thiết bị bảo vệ chống sét lan truyền trên đường nguồn hạ áp; phân tích hiệu quả bảo vệ của các giải pháp, kết luận và hướng nguyên cứu phát triển

Nội dung:

Chương 0 : Tổng quan

Chương I1 : Hệ thống bảo vệ chống xung điện từ

Chương 2 : Giải pháp bảo vệ chống sét lan truyền trên đường nguồn cho

thiết bị điện và điện tử

Chương 3 : Mô hình máy phát xung sét tiêu chuẩn và các phần tử bảo vệ Chương 4 : Phân tích các giải pháp bảo vệ, kết luận và hướng nguyên cứu phát triển

II- Ngày giao nhiệm vụ: 18/08/2014

Trang 5

quả nỀu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bắt kỳ công trình nào khác

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn goc

Học viên thực hiện Luận văn

Trang 6

LỜI CÁM ƠN

Là Học Viên Cao Học Ngành Kỹ thuật điện, lớp 13SMĐII1, niên khóa 2013 - 2015 của Trường Đại Học Công Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh, trong quá trình học

tập và thực hiện luận văn, em nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ, động viên và tạo

điều kiện tốt nhất của Quý Thầy, Cô, Nhà Trường cũng như các bạn b è và đồng nghiệp Với tất cả tắm lòng :

Em xin chân thành cắm ơn : PGS.TS Quyên Huy Ảnh — Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại Học Sư phạm Kỹ thuật Thành pho Hé Chi Minh Ti hay da hudng dẫn, chỉ bảo em thực hiện hòan thành tốt luận văn

Em xin chân thành cám ơn :

s* Ban Giám Hiệu, Lãnh đạo Phòng Quản lý Khoa học và Đào tạo sau Đại học, cùng tất cả các Thầy, Cô giảng dạy của Trường Đại Học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh

* Ban Giám Đốc Công ty Truyền tải Điện 4 - Tổng Công ty Truyền tải Điện

Quốc gia — Tập đoàn Điện lực Việt Nam

Đã tạo điều kiện, hỗ trợ cho em trong suốt thời gian học tập cũng như thực hiện luận văn

Tác giá Luận văn

z4 ⁄⁄“———

Trang 7

TÓM TẮT

Luận văn “ Bảo vệ chống sét thiết bị điện và điện tử trong công trình” nghiên

cứu và giải quyết các vấn đề sau:

Hướng dẫn thiết kế lắp đặt các hệ thống bảo vệ chống xung sét điện từ theo

tiêu chuẩn IEC62.305

Y Xây dựng mô hình MOV trong Matlab, qua so sánh kết quả mô phỏng và số liệu cung cấp của các nhà sản xuất, nhận thấy mô hình MOV hạ thế xây dựng đã đạt mức sai số khá tốt (sai số điện áp dư trên mô hình MOV so với dữ liệu Catalogue được cho bởi nhà sản xuất có giá trị tối đa là 4,9%) và thông số nhập vào

lại khá đơn giản, được cung cấp bởi nhà sản xuất Bên cạnh đó, người sử dụng còn

có khả năng cập nhật thêm các giá trị cho mô hình khi cần mô phỏng

v Xây dựng mô hình SG trong Matlab, đáp ứng của mô hình khe hở phóng điện theo đúng yêu cầu của nhà sản xuất, giá trị điện áp đánh thủng của mô hình luôn thấp hơn giá trị điện áp đánh thủng cực đại cho trong đặc tính thiết bị chống sét của nhà sản xuất là 4000V và phù hợp với yêu cầu theo tiêu chuẩn IEC

v Xây dựng mô hình TSG trong Matlab, đáp ứng của mô hình đạt yêu cầu bảo

vệ và đạt độ rộng của xung áp đặt trên khe hở thay đổi tùy thuộc vào công suất của nguồn xung sét

v Xây dựng và đánh giá hiệu quả bảo vệ của các kiểu phối hợp SPD bảo vệ

chống sét cho các thiết bị điện — điện tử bên trong tòa nhà Trong thực tế, việc chọn kiểu phối hợp và lắp đặt 2 hay nhiều hơn các SPD tùy vào địa điểm, vị trí, mức độ lộ thiên, yêu cầu kỹ thuật và mức độ quan trọng của công trình

v Đánh giá ảnh hưởng của thiết bị lọc sét trong việc phối hợp bảo vệ SPD đối với các thiết bị điện, điện tử nhạy cảm Để báo vệ cho các thiết bị điện, điện tử này

nêu có bộ lọc thi điện áp thông qua bộ lọc sét thấp hơn nhiều so với trường hợp

không có bộ lọc sét, ngoài ra bộ lọc có giá trị cảm kháng càng lớn thì khả năng lọc

của bộ lọc càng lớn và điện áp thông qua tải tiêu thự càng thấp

Trang 8

dây dẫn kết nối với SPD làm tăng điện áp dư, nhà thiết kế khu yến cáo nên dùng kiểu mối nối V thay cho mối nối T

Luận văn cung cấp một công cụ mô phỏng hữu ích với phần mềm thông dụng Matlab cho các nhà nghiên cứu, các kỹ sư, sinh viên trong việc nghiên cứu các hành vi và đáp ứng của các kiểu phối hợp SPD khác nhau trong điều kiện không thể đo thử thực tế

Chương 0 : Tổng quan

Chương 1 : Hệ thống bảo vệ chống xung điện từ

Chương 2 : Giải pháp bảo vệ chống sét lan truyền trên đường nguồn cho thiết bị

điện và điện tử

Chương 3 : Mô hình máy phát xung sét tiêu chuẩn và các phần tử bảo vệ Chương 4 : Phân tích các giải pháp bảo vệ, kết luận và hướng nguyên cứu phát

Trang 9

v Guide design and installation of protection system against lightning electromagnetic impulse IEC62.305 standard

v Construct MOV models in Matlab, by comparing simulation results and data provided by the manufacturer, found low voltage MOV model has reached a pretty good error (the residual voltge of MOV models are compared with data Catalogue given by the manufacturer with a maximum error value of 4.9%) and the input parameters is quite simple, provided by the manufacturer Besides, users also have the ability to update the values for the required simulation models

v Construct SG model in Matlab, the response of this in accordance with requerements of the manufacturer, the breakdown voltage values of the model is always lower than the maximum breakdown voltage, as 4000V, according to the characteris of SG, and according real to the requirements of JEC standards

v Construct TSG model in Matlab, the response of the model achieve

protection requirements and achieve the width of the pulse, imposed on the gap,

which varies depending on the capacity of the power surgẹ

v Construct and evaluate the protective effect of the combination type of SPD lightning protection for electrical - electronic equipment inside the building In fact, choosing the type of coordination and installation of two or more SPD depending on location, pit, technical requirements and the degree of importance of the work v Evaluate the effect of filtering devices in the combination of lightning protection device SPD for electrical electronic equipment to protect this equipment, the filtering device can reduce the let through voltagẹ In ađition, when increase the filter inductance then increase the filtering capability and reduce the let through voltagẹ

v Evaluate the effects of electrical resistance of wires connected to the residual

Trang 10

resistance of wires connected to the SPD, the designer recommends using type junction instead of T type junction

Trang 11

MUC LUC 09.200.810) 107077 I 09209.10.09)0877 .,ơ,Ơ II ¡99.01270177 — ,ƠỎ II F10 aS ÔỎ Vv MUIC LUIC iọ cceccccsccscesssscsscccessssesscsssseesssuesesscsucsussessecseenssecseseeeueeeaeeaesesaeenseaceeeaees VII M.9J28//10)(94492A54I57.00/.150057 XII DANH MỤC CÁC BAỦNG 6-22 2x tt rrrrrkrrrrer XIII DANH MUIC CAUC BIEAU NOA, NOA THO, SO NOA, HINH AUNH XIV MOU NAAU iececscccsccsscssssesssscsscssessscessussssscessessscssssssasessscesscssssassessucessecanecsasesseeeseenneee 1 2.PHAM VI NGUYEN CUU, 3 3 CAC BUGC TIEN HANH ooccecccssccsssssssssssssssececessssccassucccsssssecesssneesesssneseesasessessnes 3 4 DIEM MOI CUA LUAN VAN, uoicseccccscsssssesseessssessecesecssecsssessnccaneessccnsesssersseesasee 3 5 GIÁ TRỊ THỰC TIẾN CỦA LUẬN VĂN ¿ -©c-scccceccrrerreecre 3 6 NỘI DUNG CỦA LUẬN VĂN -: 52c S22 tEEtEkrEtretrrrrrrrrrrrre 4

CHƯƠNG 1 HE THONG BAO VỆ CHÓNG XUNG ĐIỆN TỪ 5

1.1 GIỚI THIỆỤ 22£+22EE+t9E2EEEE212EE11521271111271121127721111712111211211X.eerLx.ẹ 5 1.2 TANG SUAT XUAT HIEN SET .ụ.ccecsscsssssssssecssessssessssecssssssseceseessssecasecesseseens 6 1.3 DẠNG XƯNG SÉTT -2 2222<222L22222112221312271127111Ẹ1111221120211/3 p21xrrrkeg 7

IESN) gi 00065) 1 7

1.3.2 DẠNG SÓNG 8/20U6 S- 5< HC E21 111111 0111511211 1121212711 E05 EkTrerrrre §

1.4 ẢNH HƯỞNG CỦA SÉT ĐÁNH LÊN ĐƯỜNG DẦY ĐIỆN 9

1.4.1 Su ghép di6m nnmn ÔỎ 10

1.4.2 QUA DIEN AP THAO TAC ove eeseessssssssssssssessssccssnecsssecsseecsssecsseesssecensecnsseesssses 12 1.4.3 Qua Ap mgm han ọ cecccccsscsssescssseccssecsssessssscssscsssscsesessssccsssecsssessuseesuesssesessecs 12 1.4.4 Xung điện sinh ra do sự phóng tĩnh điện 6 - «S4 c5 ccs se seerrercre 13

1.5 CÔNG NGHỆ CHONG SET LAN TRUYÊN TRÊN ĐƯỜNG NGUÒN HẠ

Trang 12

1.5.2 MOV (Metal Oxide VarISEOT) Là HH HH Hy 4 khẹ 16 1.5.3 SAD (Silicon Avalanche IDiod€) . -.- sen gườ 17 1.5.4 TDS (Transient Discriminating SuppTeSSOF) -. - che 17 1.6 CAC LOAI THIET B] CHONG SET LAN TRUYEN TREN DUONG CAP

NGUON HA AP ccccscsccsssssscssssssssessssssscssssscsssseccnssecssssecesssecesssscessneceesuecesnneeenseeeee 18

1.6.1 Thiét bi cat sét cẹcceccsccscscssessssesssessescssccssesseessaesensceescesseesseecurecarecutenserseetses 18

y8 17877 20

1.7 Các tiêu chuẩn trong bảo vỆ quá áp -©22+2c+ssctrrrxtrresrrerrrerrrerkee 20

1.7.1 Bảo vệ quá áp theo ANSI/IEEẸ - 2:55 te vstEkttrterrrrtrrrrrrrrrrree 21

1.7.2 Bảo vệ quá áp theo IEC . - - cà HH HH nh nh tr 21

1.7.3 Hệ thống bảo vệ chống sét hạ áp - -cc cticcrerrrrrrrrrrrirrrrrrrrrree 23 CHƯƠNG 2 GIẢI PHAP CHONG SET LAN TRUYEN TREN DUONG NGUON CHO THIET BI DIEN VA DIEN TU uọccccsscssssesssecsssscsessneessscesscesecensessnsesaseensenneesees 27 "G9090 .,.H,HẤHĂẬ ÔỎ 27

2.2 CÁC DẠNG TÁC ĐỘNG CỦA SÉT, -222xeecEEExecEEExrrrtrerrrrkerree 28

2.3 HƯỚNG XÂM NHAP CUA SET ooeccsesessssssssssssvesssssesssscsssscssscssnsccsnecessecesnecnsees 28 2.4 GIẢI PHÁP CHÓNG SÉT LAN TRUYÈN TOÀN DIỆN 29 2.4.1 Chống sét lan truyền trên đường nguồn cấp điện . .5-c5¿ 30 2.4.2 Chống sét lan truyền trên đường điện thoạị - s2 2zx2zxvExrzeerser 32 2.4.3 Chống sét lan truyền trên đường truyền đữ liệụ -:cccccco 33

2.4.4 Các phương án bảo vệ chống xung sét điện từ (LPMS) theo tiêu chuẩn IEC

62.305 —-ẤẼẼÃỶÃẼ' 5 34

2.4.6 TÍNH TOÁN ĐIỆN TỪ TRƯỜNG TRONG LPZ 2 22©cez se 41

2.4.6.1 Vùng che chắn lưới điện của LPZ 1 trong trường hợp tia sét đánh trực

0 41

2.4.6.2: Vùng che chắn lưới điện của LPZ1 trong trường hợp của gần tia sét .43

2.4.6.3: VÙNG CHE CHẮN LƯỚI ĐIỆN CHO LPZ 2 VÀ CAO HƠN 46

"900 a0 SN 6n" 4ẠẠ 46

Trang 13

b9: i10 8N nh 47

2.5.3 SU KET HOP CUA HE THONG NOI DAT VÀ HỆ THÓNG BAO BỌC .50 2.5.4 BAO BOC TAI RANH GIGI CUA LBZ cccsessessssssessscssessecsscessceseesseeseensenseens 52 CHUONG 3 MO HINH MAY PHAT XUNG SET TIEU CHUAN VA CAC PHAN 08:70 %6 3.1 Giới thiệu phần mềm Matlab-Simulink -. 5+ c5+cxeecrxvrerxereexee 37 °:INN 0 AH,.,H Ô 57 3.1.2 Simulink -s-s-©cx+©x<£cxctExtEEESEEEEẸE1121111171.71121112111111er kcrree 57 3.1.3 M6 hinh Simulink ccccsecsssssssssssessseessecssseceuccssecssecsnecsnecsevecneceueseaneesneereeees 59 3.1.4 Tin higu cla Simulink nhe 59 3.1.4.1 Các loại tín hiệụ -2-©-+©S2x+2+xt2x2213723.1271211211211.111111 1x1, 59 3.1.4.2 Làm viée v6i cdc load tin WiGu ịe eee ccescsescessessseceeesneseessenesseenesnees 59 3.1.5 Khởi động và dừng mô phỏng - + +24 Sàn HH H0 re 60 3.1.5.1 Khai báo tham sỐ -2-++£++++EE+E+EExverEExxetrkxrrertkrerrrkrrrie 60 3.1.5.2 Khởi động và đừng mơ phỏng, -2-+z2©++zeEE+++EEEetervrrrrxrrrrxee 61 3.1.5.3 Lựa chọn phương pháp mô phỏng liên tục hay rời rạc 61 3.1.5.4 XU LY Oi ec eccccccssescssesssessssseseseessssecssecssvcssssecssessssessvecsssessssecsssesesseeres 61 3.2 Hệ thống con trong Simulink .ccsccsesseessessssssssesssesssessssessesssecsssesssecssesesessercenee 62

3.2.1 Tổng quan về hệ thống tì i0 62 3.2.2 Tạo hệ thống 090000 63

3.2.3 Khai báo tham số hệ thống vùi ọ ÔỎ 63 3.3.2 Xây dựng mô hình nguồn phát xung -. ¿2 s+x<vcxzcvezcrecreeree 70 3.3.2.1 Xây đựng sơ đồ khốị ¿+ c2 2e E232 2112311131212 70

EU WN I0 0)i9 10 72

kc 0) 1 ẽaaa 3 75 3.4 Cấu tạo, nguyên lý làm việc và tính năng kỹ thuật của chống sét van MOV .76 BALL CAU Số ọ3 Ô 76

3.4.2 Tính năng hoạt động của biến trở ZnQ 22s ceeerkecrxpereererree 78

Trang 14

3.5.2 MO HÌNH ĐIỆN TRỞ PHI TUYẾN TRÊN MATLAB -. 84 3.5.4 KIEM TRA )P UNG MO HINH MOV VOI MO HINH XUNG DONG 11 < mẽ 88 ch; 9‹30097) 0077 .,ÔỎ 90 3.6 MÔ HÌNH KHE HỞ PHÓNG ĐIỆN KHƠNG KHÍ SPARK GAP 91

3.7.1 Mô hình Spark Gap đơn giản - - nen Han 91

3.6.2 Xây dựng sơ đồ khối mô hinh Spark Gap c2cscccccccervecee 92 3.6.3 MƠ PHỎNG MƠ HÌNH SPARK GAP 5ccc7Svserkettrrirriierrree 95

3.7 Mô hình Triggered Spark Gap —TSG (khe phóng điện tự kích) 98

CHƯƠNG 4 PHÂN TÍCH CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ, KÉT LUẬN VÀ HƯỚNG

NGHIÊN CỨU, PHÁT TRIÉN -2- 2-52 ©++ExtE+kSEEEEEEEEEEEerrkrrrrrkerreerkee 102

4.1 Phân vùng bảo vệ chống sét ¿- + 2cStọn2THTH22110112111121111 111tr, 102

4.2 Céng nghé chéng Set nh 6 “4 H.H)HH 103 4.3 Mục tiêu chung va nguyén tic phéi hop cdc SPD ọoo cccccccccssssssessesseesseesseeseeens 105

4.3.1 Mục tiêu chung của phối hợp các SPD -s c-<csce- 105 4.3.2 Nguyên tắc phối hợp -c:-ccsc222222112231.12111211.021 111 cerxre 106

4.4 Phối hợp biến đổi cơ bản cho hệ thống bảo vệ . c5-52-c5ccccccSo 107

in TU na ãÁÁ, , 107

FT V9:))90 629000 n-: 113

4.4.3 BIEN 8298108 aaạ ÔỎ 116 4.4.4 Phối hợp TSG với MOV ©2sc2222eC22EE22111.2211 211 121.eciL.cee 122 4.5 ẢNH HƯỞNG CỦA THIẾT BỊ LỌC SÉT -+-2- s2 ©secse©zscse+ 128 4.5.1 Trường hợp 1 (bảo vệ 1 tầng + thiết bị lọc sét): . . cec: 128 4.5.2 Trường hợp 2 (bảo vệ 2 tầng + thiết bị lọc sét): -ccccccrecerceee 131

Trang 15

4.6.2 272 135 4.7 Phối hop bảo vệ có bộ lọc sét và xét đến điện kháng đường dâỵ 137 4.8 Kết luận và hướng nghiên cứu, phát triển . .2- e2 ©++22xezrxz+rrscee 139

'thn‹{ 3 sẽ ẽ - Ô 139

Trang 16

DANH MỤC TỪ VIÉT TẮT

ANSI: American National Standards Institute: Viện tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ CM: Common Mode: Trang thai phé bién

DM: Differential Mode: Trang thai khac biét

GDT: Gas Discharge Tube: Ong phong khị

IEC: International Electrotechnical Commission: Hội đồng kỹ thuật quốc tế

IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers: Học viện kỹ sư điện, điện tử

MOV: Metal Oxide Varistor: Biến trở Oxide kim loạị PE: Protect Earth: Bảo vệ nối đất

PEN: Protect Earth Neutral: Bảo vệ trung tính + bảo vệ nối đất nối chung

SPD: Surge Protection Device: Thiết bị bảo vệ quá áp TBBV:Thiết bị bảo vệ TGS : Trigger Spark Gap: Khe hở phóng điện TN: Hệ thống nối đất TN TNC: Hệ thống nối đất TNC TNS: Hệ thống nối đất TNS TT: Hệ thống nối đất TT

SG: Spark Gap (khe phóng điện)

TSG: Trigger Spark Gap (khe hở phóng điện tự kích) MOV: Metal Oxide Varistor (bién trở oxide kim loại)

SAD: Sillicon Avalanche Diodẹ

Trang 17

DANH MUC CAC BANG

BANG 1.1 TRANG THAI BAO VE QUA AP DOI VGI LUGI DIEN HA AP 25 BANG 2.1 HE SO CHE CHAN CUA MANG LUGI BAO BOC UNG VGI MOT

0/000 1 =x=£m=m 44

BẢNG 3.1 KÍCH THƯỚC BIẾN TRỞ 5-25 2cs xe SE EEEEeEsrrererreee 70 BANG 3.2 ĐƯỜNG KÍNH DANH ĐỊNH .222 5< 552ccSxeExekerszrrrrrreea 70

BANG 3.3: THONG SO KY THUAT MOV HA THE CUA HANG SIEMENS 89

BANG 3.4 KET QUA SO SANH KHI MO PHONG MOV HA THE CUA HANG

SIEMENS 0 cessssssssssssssssscsssecssssccsscsssssssssscsssscssssesssccsseccessesssecssnecssnecesncessuceenneeeneeesnes 90 BANG 4.1 XUNG SET CUC DAI THEO VUNG BAO VE VA MAT DO SET 103

BANG 4.3: KET QUA SO SANH KHI MO PHONG PHOI HOP SPD THEO

PHUONG PHAP PHOI HOP BIEN DOI I VOI II KIEU PHÓI HỢP THAY DOI

0, 9)/€®.40))/6850:7.(0A170000 57 115

BẢNG 4.2 - KÉT QUÁ SO SÁNH KHI MO PHONG PHÓI HỢP SPD THEO

PHƯƠNG PHAP PHOI HGP BIEN ĐÔI l 2-22-52 5s sezervervrreez 113

BANG 4.5: KET QUA SO SANH KHI MO PHONG PHOI HOP TSG THEO PHƯƠNG PHÁP PHÓI HỢP BIẾN DOI IID .scccsescsessssssesssecssssssessscnsssscsssesseesscase 127

BANG 4.6: KET QUA SO SANH KHI MO PHONG PHOI HOP SPD CUA BIEN 209)8/:)I2)E/9810⁄.0:1120620980I 0007 127 BẢNG 4.7: SO SÁNH ĐIỆN ÁP THÔNG QUA TRONG BA TRƯỜNG HỢP PHOI HOP BAO VE 1 TANG + BO LOC SÉT c¿©7sc5ccccrscvsccxecree 130 BANG 4.8 SO SANH DIEN AP THONG QUA TRONG BA TRUGNG HGP

PHO! HOP BAO VE 2 TANG + BO LOC SET uccesceescsssstessesssecsstessessseesssessueesee 133

BANG 4.9: KET QUA SO SANH TRUONG HOP BO QUA ĐIỆN KHANG VA

sssssssssecsusssuscsuvecurcssecssecssvessvessusssuessssessusssucssvsenecssecssussusessesssseensenssessessssstsscesseesseessesss 137

BANG 4.10: SO SANH DIEN AP THONG QUA TRONG TRUONG HOP PHOI

Trang 18

DANH MỤC CÁC BIẾU ĐỎ, BO THI, SO BO, HINH ANH

HÌNH 1.2: XUNG QUA AP DO DONG CAT TAL .ccsccsssecssssssssseneeesecsseecenceneeenneenes 6 HÌNH 1.3: XUNG NHIEU DO CAM UNG SET ccssessesssessssssssecssccesecassesssecnvecasensee 6

HINH 1.1 DANG SONG QUÁ ĐIỆN ÁP TỨC THỜI TRÊN ĐƯỜNG NGUÒN

; 01ạ 5

HÌNH 1.4 QUAN HỆ TÀN SUÁT XUẤT HIỆN SÉT THEO BIÊN ĐỘ 7

HINH 1.5: SET DANH TRUC TIEP VAO KIM THU SET VA DUGNG DAY ::284:/0) 60 aắăắ11) , 8 HÌNH 1.6 DANG SONG 10/350 US sccsscsssessecssesssessesssesussssecssscssssnccaesusensceneensceneenss 8 HÌNH 1.7: SÉT ĐÁNH GIÁN TIẾP VÀO CƠNG TRÌNH . - 9 HINH 1.9: SU KET NOI DIEN oụ csccccsccssecssessssessssssssecnsessessseessessesssesesssesseeseseesssess 10

HINH 1.10: DIEN AP CAM UNG TRONG MOI TRUONG XUNG QUANH DAY 97 v03 00 4144ä5) ƠỎ 11 HÌNH 1.11 QUA AP DO NGAT MẠCH - 22-5225 se xe xrkertrrrrererrerree 11

HINH 1.13 CAU TAO VA NGUYEN LY HOAT ĐỘNG CỦA TSG 16 HINH 1.14 SO DO NGUYEN LY CUA THIET BỊ ọ.ceccsccssssssssssssesseesssessseesseensees 18 HINH 1.15 TU PHAN PHOI CHINH VOI THIET B] CHONG SET TREN 9)9/99/€8)/999)0Ẽ0015 ‹-4‹(AŒÄHHẬHH ơƠƠ 19

HINH 1.16 MỘT SÓ THIẾT BỊ CHÓNG SÉT LAN TRUYÊN TREN DUONG

NGUON VÀ ĐƯỜNG TÍN HIỆỤ 2-©25-©2S22CxtEEExeEEEEEExCEEEEEkrrrerrrrree 19

HÌNH 1.17: CÁC CÁP ĐỘ BẢO VỆ QUÁ ÁP DỰA VÀO KHẢ NĂNG CHỊU

9)0/.ÿ.1190/.wy›)i00:) n6 .4 ,ƠỎ 22

HÌNH 1.18: CÁC VÙNG BẢO VỆP - c2s 2k2 1221121112112, 23

Trang 19

HINH 1.20: CACH LAP DAT THIET BJ] BAO VE QUA AP HA THE (LOAI 2/9))190/9⁄ 027.001 25

DUNG CHO MANG DIEN 3 PHẠ 22-52+ 22tr 25 HÌNH 2.1: SỰ GIA TĂNG ĐIỆN ÁP ĐÁT KHI SÉT ỐNH 29 HINH 2.2: SET LAN TRUYEN TREN CAC DUONG TIN HIỆỤ 30

HINH 2.3: DANG SONG QUA DIEN AP THEO THOI GIAN KHI ANH HUONG

DONG SET voccccssesscsssssscssesssesssessessssssccsecssessussscseceseesuecsscaueessecasseeccasesesensecneeneeeeteneees 31 HINH 2.4: CACH LAP DAT SPDS CHO NHUNG VUNG BAO VE THEO TIEU 0›I07.))81291E0 250857 31 HINH 2.6: SONG XUNG SET KHI DI QUA HAI CÁP BẢO VỆ 33 HÌNH 2.7: XUNG QUÁ AP LAN TRUYEN KHI CO TIA SET NH VAO CONG TRINH, VAO KIM THU SET DAT 6 BEN TREN TOA NHA HAY GO VUNG

LAN CAN 069Ề2)0/9))/619.\0 1009) V0 ọ.' Ô 34

HINH 2.8A LPMS SU’ DUNG VUNG BAO BOC VA PHOI HGP SPD BAO VE HÌNH 2.8B LPMS SỬ DUNG VUNG BAO BOC CUA LPZ1 VA SPD BAO VE Đ))(â9AV/.(0199/.05 A20 ạ Ô 35 HINH 2.8C LPMS SU DUNG DAY BOC BEN TRONG VA SPD BAO VE O NGO VAO CUA LPZ1- THIET BI BAO VE CHONG LAI XUNG SET DI VAO

CƠNG TRÌNH(U;<UạVÀ L<Ip) VA CHONG LAI BUC XA TU TRUONG

3:01 ".44ÓÔ) , 36 HiNH 2.8D LPMS BẰNG CÁCH CHỈ SỬ DỤNG "PHÓI HỢP SPD BẢO VỆ" d 36 HÌNH 2.9A LIÊN KÉT GIỮA HAI VÙNGLPZ1 SỬ DỰNG SPD 38 HÌNH 2.9B LIÊN KẾT GIỮA HAI VÙNG LPZI SỬ DỤNG CÁP BỌC HOẶC

9)/909.)009 10:91 x B, H H , 38

HÌNH 2.9C LIÊN KÉT GIỮA HAI VÙNG LPZ2 SỬ DỤNG SPD 39

Trang 20

HÌNH 2.10Ạ BIÊN ÁP ĐẶT BÊN NGỒI CƠNG TRÌNH - 39

HINH 2.10B BIEN AP ĐẶT BÊN TRONG CƠNG TRÌNH (LPZ.0 MỞ RỘNG

\Z.018/ð4NHiỤọDOŨ 40

HÌNH 2.10C PHÓI HỢP SPD (0/1) VÀ SPD (1/2) -5c+c5cccexecrrserreee 40 HÌNH 2.10D CHI SU’ DUNG MOT SPD (0/1/2) (LPZ 2 MG RONG DEN LPZ 1)

suvssuscssusessssssscessusessssecsusessssecssesssuscesescssscessesssuseessecssneccasecsusesssseessucesneceanscssnecannecenetecees 40 HÌNH 2.11A: TỪ TRƯỜNG BÊN TRONG L.PZ, l -c7cccccccecee 41 HINH 2.11B: TU TRƯỜNG BÊN TRONG LPZ 2 - 2:25222c2sseczerre 42 HÌNH 2.12 ĐÁNH GIÁ CÁC GIÁ TRỊ TỪ TRƯỜNG TRONG TRƯỜNG HỢP

CỦA TIA SÉT ỐNH GẦN ĐĨ -¿2222E21221121221222111121E2.2122121112.cerrree 43

HÌNH 2.13 HE THONG NOI DAT BA CHIEU BAO GOM CAC MANG LUGI BAO BOC LIEN KET VOI HE THONG NOI ĐẤT -. -©55:-e: 46

HINH 2.14 HE THONG NOI DAT DẠNG LƯỚI CỦA MỘT NHÀ MÁỴ 47

HINH 2.15 SU DUNG GIA CO THANH CHO MOT CONG TRINH LIEN KET 279Ie1:2 00157 HHHẠ 48

HINH 2.16 LIEN KET DANG THE TRONG MỘT CƠNG TRÌNH CÓT THÉP 49 HINH 2.17 SU KET HOP CUA HE THONG DIEN TAO THANH HE THONG

:ÿ.\(95:09 SN caả )H , 50 HÌNH 2.18: KẾT HỢP CÁC PHƯƠNG PHÁP KÉT HỢP CÁC HỆ THÓNG ĐIỆN TỬ TRONG HỆ THỐNG BAO BỌC - 55c 2252221122 rtrrrrrrrrrrrreee 51 BANG 2.2 MAT CAT TOI THIEU CHO CAC THANH PHAN LIEN KET 52 HINH 2.19A KHONG BAO VE HE THONG .ccssessssssssecssessstessscssesssnecsnsessecseessnes 53 HINH 2.19B GIAM TU TRUONG BEN TRONG DI VAO LPZ BOI KHONG

GIAN CHE CHAN CUA NO wiseessessssssssssssessessseeseesseesecsvceseesecsseesucsssesecsseeanesseaseetees 53

HINH 2.19C GIAM ANH HUGNG CUA TRUONG TREN DUONG DAY THEO

Trang 21

HÌNH 2.20 HEA THOANG NOAI NAAT PHAUI NAIT YEAU CAAU CUUA

I)!2.\10/92197.ÿ.))08.649009:19/ 7v 10155 55

HÌNH 3.1 THƯ VIỆN SIMULINK TRONG CHƯƠNG TRINH MATLAB 58

HÌNH 3.2 TRANG KHAI BÁO THAM SÓ MÔ PHỞỎNG 60

HINH 3.3 BANG THONG BAO LOI KHI CHẠY CHƯƠNG TRÌNH 62

HÌNH 3.4 HOP THOẠI TẠO GIAO DIỆN CHO HỆ THÓNG CON 64

HÌNH 3.4 GIAO DIỆN TẠO CURVE FITTING TOOLBOX 65

HÌNH 3.5 CỬA SỐ WORKSPACẸ 5-5 22tctttrrrerrrrrrrrrrrrrrrrrrrrer 65 ìihJiE 8 e07 0.0 vựnn ,ƠỎ 66 HÌNH 3.7 CỬA SỐ FIT TING 5-55: 222+ 222 x22 t.Errtrrrrrrtrrrrrrrrrrrrrrrer 66 HINH 3.8 90:0 09077 67

HÌNH 3.9 CỬA SỐ ANAL,YSIS 552552222 v2.1 tEtEtrrrrrirrrrrrrree 67 HÌNH 3.10 DẠNG SÓNG XUNG KHÔNG CHU KỶ CHUÂN 68

HÌNH 3.11 DANG SONG XUNG GOM TONG CUA HAI THANH PHAN 69

HỈNH 3.12: DUONG CONG XAC BINH TI SO B/Ạ ccssssssessscsssessssssesscesssecesssess 69 HINH 3.13: DUONG CONG XAC DINH TI SO AT) ecsssesssesssessssessssesseesseesseesneens 69 HINH 3.14 DUONG CONG XÁC ĐỊNH TỈ SỐ I1/1 5-5-5552 70 HÌNH 3.18 SƠ ĐỒ KHÓI TẠO NGUÒN PHÁT XUNG .-55 71

HINH 3.19 BIÊU TƯỢNG CỦA MƠ HÌNH NGN PHÁT XƯNG 71

HINH 3.20 KHAI BAO CAC THONG SO YEU CAU . -222 72 HINH 3.22 CAC THONG SO NGUON XƯUNG DÒNG -.5 - 73

HINH 3.23 DANG SONG NGUON XUNG DONG 8/20uS BIEN DO 20KA 73

HINH 3.24 DANG SONG NGUON XUNG DONG 10/350uS BIEN DO SKẠ74 HINH 3.25 SO DO MO PHONG NGUON XUNG ÁP 255-552 74 HÌNH 3.26 DẠNG SÓNG NGUỎÒN XƯNG ÁP 1,2/50uS BIÊN ĐỘ 5KV 75

HÌNH 3.27 DANG SONG NGUON XƯNG ÁP 10/350uS BIÊN ĐỘ 5KV 75

HÌNH 3.28 CẤU TRÚC BIẾN TRO VA ĐẶC TÍNH V-Ị 76

Trang 22

HINH 3.31 HINH ANH MOV ụecsccccscsesssssesssssnccsccsssuesnesscsaccaesaseascarecucauseaneneeaeensens 79

HINH 3.34 DAC TUYEN V —I CUA MOV .esseesseecsseeceeesseceseeeseetseternensesnseasess 81 HÌNH 3.35 ĐÁP ỨNG CỦA BIẾN TRỞ XƯNG ZNO TỐC ĐỘ CAỌ 82 HINH 3.36 DAP UNG CUA BIEN TRO TINH DEN BIEN CAM DAU DAY )'9)01/90.400)/6599)) 60115 82 HÌNH 3.37 SƠ ĐỒ MẠCH TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA MƠ HÌNH MOV ĐỀ NGHỊ

% ,ƠỎ 83

HÌNH 3.38: ĐẶC TINH V-I CỦA MOV CÓ SAI SỐ TOL, 10% 84

HÌNH 3.39: SƠ ĐỒ MƠ HÌNH ĐIỆN TRỞ PHI TUYẾN V=F() CỦA MOV 84

HÌNH 3.40: MƠ HÌNH MOV HẠ THỂ .- 5-5-5 Sc+creerterkerrervrrrrerkrree 85

HINH 3.41 HOP THOAI KHAI BAO BIEN CUA PARAMETERS CUA MO l;i))280) (9087.0020177 86 HÌNH 3.42: HỘP THOẠI INITIALIZATION CUA MO HiNH MOV HA THE .87 HÌNH 3.43: HỘP THOẠI THƠNG SỐ CỦA MƠ HÌNH MOV HẠ THẺ 88 HÌNH 3.58 SỞ ĐỒ MÔ PHỎNG ỐP ỨNG CỦA MOV HẠ THÉ 88 HINH 3.45: DIEN AP DU VA DONG DIEN QUA MOV KHI MO PHONG MOV

B40K275 VOIXUNG DONG 8/20US SKA, v.sccscsssssssesseessesstessesssesssesnssseesneesnsenteneees 89

HÌNH 3.46: ĐIỆN ÁP DU VA DONG DIEN QUA MOV KHI MO PHONG MOV B40K275 VOI XUNG DONG 8/20US LOKẠ scccssecssssessssescsseesssesssseesssessssecs 90 HINH 3.47 MO HINH KHE HG KHONG KHI DE NGHỊ - 91 HÌNH 3.48: SƠ ĐỒ KHÓI ĐIỀU KHIỂN SC -22- 52 5Sccsevcvesreererree 93 HÌNH 3.49 KHAI BAO CAC THONG SÓ TRONG BREAKER 93 HINH 3.50: SO DO MO PHONG PHONG DIEN KHE HO KHONG KHI TRONG vì ,Ơ 94 HÌNH 3.51: CAC THONG SO CAN KHAI BAO CHO MO HINH SPARK GAP.94 HINH 3.52: TAO BIEU TUONG CHO MO HÌNH TRONG MATLAB 95

Trang 23

HINH 3.55: KHAI BAO CAC THONG SO CUA MO HINH NGUON XUNG AP

ssesseesauessusesansessusessuuessusessuesssssessuesssasssssesssesssuscesesssssssessecsssessssecsssecsssecsssessuescasecessessaees 96 HINH 3.56: KHAI BAO CAC THONG SO CUA MO HINH SPARK GAP 97 HINH 3.57 DAP UNG CUA SPARK GAP CO VBREAKER = 3KA VOI XUNG F08220 5179 177 97 HINH 3.58: DAP UNG CUA SPARK GAP CO VBREAKER = 3KV VOI XUNG F1 0000019100187 98 HÌNH 3.59: SƠ ĐỒ CÁU TẠO TRIGGERED SPARK GAP VỚI ĐIỆN TRỞ PHI 00040) 8 Ồ d1^:^:):5:')5)1Ä)1|.)}1}5ÕẼÃẼSŸẼ 99

HINH 3.60: SO DO KHOI DIEU KHIỂN 5-55- 52252222 2reExerxeterrerke 99

HINH 3.61: SO DO CAU TAO CUA KHOI ĐIỆN TRỞ PHI TUYỂN 99

HINH 3.62: SO DO MACH MO PHONG BP UNG CUA CHONG SET TSG 100

HÌNH 3.63: KHAI BAO THONG SO CHO TSG weesscsssssssssseesssesssseccssccassesssseenses 100 HINH 3.64: DAP UNG CỦA MƠ HÌNH TSG VỚI XUNG DÒNG 8/20uS 3KẠ ĐdDẦŨDỤẰẦẰẰỤẰỤẰỤẰẶẰẶẰ.WỒẰ.Ằ ,ƠỎ 100 HÌNH 3.65: ĐÁP ỨNG CỦA MƠ HÌNH TSG VỚI XUNG DÒNG 8/20uS 5KẠ C1 1221112111.2111 TT XE TT THX TH TH TH TH HT TH H111 1g gêu 101 HINH 4.1 CAC DANG XUNG SET TIEU CHUAN VA CAP BAO VE THEO ¡25871000075 HH ,., 102 HÌNH 4.2: ĐƯỜNG BAO ĐẶC TÍNH ĐIỆN ÁP ĐÓI VỚI THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ )I; 909.1 0157 -Ạ àHĂHẬÂĂHẬHdHẨẲH)Hà,àÀ 103 HÌNH 4.3: VÍ DỤ CHO CÁC ỨNG DỰNG CỦA SPD TRONG CÁC HỆ THÓNG 2;7981:1908)I€9/9) 00077 4Ä 104

HÌNH 4.4-MƠ HÌNH CƠ BẢN CHO NĂNG LƯỢNG PHÓI HỢP CỦA SPD 106

HÌNH 4.5: PHÓI HỢP BIẾN ĐỎI | 2-5562 2SECEEvErterrtrrrkrrrkerrvee 107

HINH 4.6: SO DO MO PHONG MATLAB PHÓI HỢP CÁC SPD CÓ ĐẶC TUYẾN ĐIỆN ÁP/DÒNG ĐIỆN LIÊN TỤC -2 22-©5¿czevczevcrerree 108

Trang 24

HINH 4.8 PHOI HOPBIEN DOI I — PHOI HOP 2 SPD VGI XUNG DONG CO ;1518296) 9.0177 109 HINH 4.9: PHOI HOPBIEN DOI I — PHOI HOP 3 SPD VOI XUNG DONG CO 390291) 109 HINH 4.10: PHÓI HỢP BIẾN ĐỎI I— 1SPD VGI XUNG DONG CO BIEN DO P_.Ụ€ OỌ 110 HINH 4.11:PHÓI HỢPBIÊN ĐÔI I - PHOI HOP 2 SPD VOI XUNG DONG CÓ :1982/90/)- 00177 , 110 HINH 4.12: PHOI HOPBIEN DOI I - PHOI HOP 3 SPD VGI XUNG DONG CO ?119185052) 08.7 111 HÌNH 4.13: PHOI HOPBIEN ĐỎI I - PHÓI HỢP 1 SPD VỚI XƯNG DÒNG CÓ 1i91820-6.011A8Ẻ 7ẹ 111 HÌNH 4.14: PHÓI HỢPBIÊN ĐỎI I - PHÓI HỢP 2 SPD VỚI XUNG DONG CO ;119189090)- 00006 HHH 112 HÌNH 4.15: PHÓI HỢPBIÉN ĐỎI I - PHÓI HỢP 3 SPD VỚI XƯNG DÒNG CÓ 119021900: 00085 .H 112

HÌNH 4.16: PHÓI HỢP BIEN ĐÔI IỊ 2-5 52 s2SSEetxetxesrrerresree 113

HINH 4.17: PHO] HGPBIEN DOI II - SPD VOI XUNG DÒNG CÓ BIÊN ĐỘ SA, cessccsssesssesssessssessuesssscsassssscssucssesssesssusssusesssssusesssessecssscesecesvecsassesscessesseensassavessiee 114 HINH 4.18: PHOI HOP BIEN DOI II - SPD VGI XUNG DONG CO BIEN DO °Ù.€t 114 HINH 4.19: PHOI HOP BIEN DOI II - SPD VOI XUNG DONG CO BIEN ĐỘ „© 115 HÌNH 4.20: PHĨI HỢP BIẾN ĐÓI IIỊ - 2-22 552©5+2x£zeecxecresrxerree 116 HINH 4.21: SO DO MO PHONG PHOI HOP CAC SPD CO DAC TUYẾN ĐIỆN AP/DONG DIEN KHONG LIEN TUC cccsccsssssssesssesssesssessssecseccsseesscssaeessecessersees 117 HINH 4.22: PHOI HOPBIEN DOI III- SPD VOI XUNG DONG CO BIEN ĐỘ kìc.4'Ơ=-Õ' ồ£ÕồỶÃẼÊ 118

Trang 25

HÌNH 4.23: PHÓI HỢPBIÉN ĐỎI III- SPD VỚI XUNG DONG CO BIEN DO ` .4d ,ƠỎ 118 HÌNH 4.24: PHĨI HỢP BIẾN ĐÔI III- SPD VỚI XƯNG DÒNG CÓ BIÊN ĐỘ 0: 0N" ÔỎ 119 I:(985(9501.c00) 0 119 HINH 4.25: PHÓI HỢP BIẾN ĐỎI III- SPD VỚI XUNG DÒNG CÓ BIÊN ĐỘ ”0.€ W0 hạ -.4 H ,ÔỎ 120 PHÓI HỢP 1SG + 2MOV 2 2t 1221121117112 xe 120 HÌNH 4.26: PHÓI HỢP BIẾN ĐỎI III- SPD VỚI XUNG DONG CO BIEN ĐỘ r0: 0 aa-'Ý'®'Ã'®€Ẽ'+5Ẽ 121 PHÓI HỢP 1SG + IMOV cccccssessssesssssscsssesssuccassesssscsssecsssecessscessessssscnsecesssssssseesses 121 HÌNH 4.27: PHÓI HỢP BIẾN ĐỎI III- SPD VỚI XUNG DONG CO BIEN ĐỘ U€.tđitiỶ1ỒỖ 121 PHOI HGP 1SG + 2MOV ccccssssssssessssscsssccsssscssecssssssssecssuessssecssnecssnecnsscsssecsscesnacs 121 BANG 4.4: KET QUA SO SANH KHI MO PHONG PHOI HOP SPD THEO PHUONG PHAP PHOI HOP BIEN DOI 3 cccscssssssssssssssessesesessseesecsecesessneeseesseeees 122

HINH 4.28: SO DO MO PHONG PHOI HOP CAC SPD CO DAC TUYEN DIEN

AP/DONG DIEN KHONG LIEN TUC ụssssssssssssssesssessscsssecssessssessecesseessseeseenseesses 122

HÌNH 4.29: PHÓI HỢP BIẾN DOI III-ITSG VOI XUNG DONG CO BIEN ĐỘ 4 - BH H.Ả , 123 HINH 4.30: PHOI HOP BIEN DOI II-1TSG+IMOV VGI XUNG DONG CO :39)E3/9E) 0 .^ HHHẠ 123 HÌNH 4.31: PHÓI HỢP BIẾN ĐỎI HI-1TSG+2MOV VỚI XUNG DÒNG CÓ 31182067 - iiIiA_ạ 124 HÌNH 4.32: PHÓI HỢP BIẾN ĐỎI III_1TSG VỚI XUNG DONG CO BIEN DO 2) €.nn.4 ,ÔỎ 124

Trang 26

HÌNH 4.34: PHÓI HỢPBIÉN ĐÔIII—1TSG+2MOV VỚI XUNG DONG CO BIEN ?)9#)1.€ÁẮÝỶÝ ÒỎ 125 HÌNH 4.35: PHOI HOP BIEN DOI III-1TSG VGI XUNG DONG CO BIEN ĐỘ TOKA, csscsscssccscsessesscsesesssesscsessesessnssessesucsussessessesuesnssesessucavsnssessesasenssassesatssessessssessceses 126 HÌNH 4.36: PHOI HOP BIEN DOI III-1TSG+1MOV VOI XUNG DONG CÓ HINH 4.37: PHOI HOP BIEN DOI II-1TSG+2MOV VOI XUNG DONG CO

1906209000-007 126 |]! 3195y/U-€aŸỶŸỶẲẲẮẶỀ Ạ ,Ơ 126 HÌNH 4.38: MƠ HÌNH PHÓI HỢP BẢO VỆ 1TÀNG + BỘ LỌC SÉT 129 HÌNH 4.39: ĐIỆN ÁP THÔNG QUA TẢI TRONG TRƯỜNG HỢP SỬ DỤNG BO LOC SET n ,ÔỎ 129

HINH 4.40: BIEN AP THONG QUA TAI TRONG TRƯỜNG HỢP SỬ DỤNG BO LOC SET L=150nH, RL=17MQ, C=50uF VOI XUNG DONG 20KA 8/20uS

HÌNH 4.41:MƠ HÌNH PHĨI HỢP BẢO VỆ 2 TANG + BO LOC SET 131

HÌNH 4.42: ĐIỆN ÁP THÔNG QUA TẢI TRONG TRƯỜNG HỢP SỬ DỤNG BỘ

LỌC SÉT L=30uH, RỊ=1.7MO, C=50uF VỚI XUNG DÒNG 20KA 8/20uS 132

HÌNH 4.43: ĐIỆN ÁP THƠNG QUA TẢI TRONG TRƯỜNG HỢP SỬ DUNG BO LỌC SÉT L=150uH, R[=17MO, C=50uE VỚI XƯNG DÒNG 20KA 8/20u5 132 HÌNH 4.44: XUNG ĐIỆN ÁP GIỮA DÂY DẪN VÀ THANH LIÊN KÉT 134

HÌNH 4.45: MƠ HÌNH MƠ PHỎNG PHÓI HỢP 1SPD BỎ QUA CẢM KHÁNG

399)€0.9 20177 .Ạ ÔỎ 135

HÌNH 4.46: MƠ PHỎNG BỎ QUA ĐIỆN KHÁNG TRÊN ĐƯỜNG DÂỴ 135

HINH 4.47: MO HINH MO PHỎNG PHÓI HỢP 1SPD XÉT ĐẾN ĐIỆN KHÁNG

›99e0.S2777ẹ aị 136 HÌNH 4.48: MO PHONG BO QUA DIEN KHANG TREN DUONG DAỴ .136 TINH DIEN KHANG CUA DAY NOI .cesscsssessssssssessssessecsssccssessscssascsseesseesssensesens 137

;19I5E S0 19)8)/9)0101/.0 1 1885 e4 137

Trang 28

dộng đông sét mạnh Mùa dông ở Việt nam tương đối dài bắt đầu từ khá sớm và kết thúc

khá muộn Số ngày đông trung bình khoảng 100 ngày/năm và số giờ dông trung bình là 250 giờ/năm Trên nền hoạt động dông trơng đối mạnh này có độ chênh lệ ch khá lớn về

mức độ hoạt động đông ở các vùng Có những nơi có số giờ đông nhỏ như Cam Ranh (55

giờ/năm), bên cạnh đó lại có khu vực đạt số giờ dông tới 489 giờ/năm như ở A Lướị Sét có cường độ mạnh ghi nhận được bang dao déng ky tu déng cé bién d6 Ị = 90,67kA (Số liệu của Viện Nghiên Cứu Sét Gia sàng Thái Nguyên) Khi trời mưa dông, có hiện

tượng sét xảy ra, bên cạch việc trực tiếp gây ra những tổn thất về vật chất bị sét đánh, sét còn gián tiếp phá huỷ những vật dụng nơi không xảy ra hiện tượng sét bằng con đường lan

truyền trên những đường dây tín hiệu, dây điện, dây kim loại, làm cho những vật dụng

khác cũng tê liệt, không thê hoạt động được

Theo Viện Thông tin bảo hiểm - Insurance Information Institute, NY, (NY

Press Release 11 August 1989): Sét lan truyền và các xung quá điện áp khác có thể

gây hư hỏng cho các tài sản, thiết bị điện-điện tử, viễn thông ước tính đến hơn 1.2

tỷ USD mỗi năm chỉ tính trên nước Mỹ Số tiền này chiếm xấp xỉ 5% chỉ phí bảo hiểm trên toàn nước Mỹ

Mặt khác theo Holle và các tác giả khác, Journal of Applied Met, Vol 35,

Nọ8, August 1996: Phí bảo hiểm chỉ trả cho hư hỏng do xung sét lan truyền và xung quá điện áp khác là 332 triệu USD hàng năm ở Mỹ, nhưng nhiều tổ chức vẫn

không mua bảo hiểm cho dạng hư hại tài sản nàỵ Trung bình chỉ có 1 trên 57 vụ sét

đánh được bảo hiểm trên nước Mỹ

Trang 29

nghệ mới là cấp bách và cần thiết

Một thực tế nữa là ở Việt Nam các mô hình thử nghiệm hay nguồn phát xung sét chưa có hoặc đã có nhưng được giữ bản quyền bởi các hãng sản xuất thiết bị

chống sét nước ngoài nên việc đánh giá các thiết bi chống sét lan truyền nói riêng

còn hạn chế Do đó, cần phải dựa vào các phần mềm mô phỏng để đánh giá các phan tử của thiết bị chống sét thay cho các mô hình cụ thể Ngồi ra, khi mơ phỏng bằng phần mềm kết quả có độ tin cậy và chính xác caọ

Luận văn này dựa trên việc nghiên cứu mô hình các thiết bị chống sét lan

truyền, quá áp, các mô hình nguồn phát xung sét tiêu chuẩn, từ đó thành lập các mô hình và mô phỏng để so sánh, đánh giá và tìm giải pháp bảo vệ chống sét lan truyền

trên đường nguồn cho thiết bị điện và điện tử 1 MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN

Mục tiêu của luận văn là:

Mục tiêu tổng quát: Đánh giá các giải pháp bảo vệ chống sét cho các thiết bị điện và điện tử bên trong tòa nhà

% Mục tiêu cụ thể:

° Xây dựng mô hình máy phát xung sét tiêu chuẩn o Xây dựng mô hình các phần tử bảo vệ

o Đánh giá kết quả bảo vệ của các giải pháp dựa trên kết quả mô

phỏng

oO Đề xuất giải pháp bảo vệ hợp lý với từng trường hợp cụ thé

Nhiệm vụ của luận văn:

Tổng quan, các giải pháp bảo vệ chống sét thiết bị điện, điện tử bên trong tòa nhà; Mô hình hóa và mô phỏng các thiết bị bảo vệ chống sét lan truyền trên đường

Trang 30

Phạm vi nguyên cứu của luận văn là trên các thiết bị và giải pháp bảo vệ chống sét trên đường nguồn hạ áp

3 CAC BUOC TIEN HANH

e Thu thập, chọn loc tài liệu liên quan cần thiết

e Tổng hợp và phân tích các tài liệu sau khi đã chọn lọc e Nghiên cứu các tiêu chuẩn chống sét trong và ngoài nước e Khảo sát các dạng thiết bị chống sét lan truyền

se Nghiên cứu mô hình phần tử MOV (Metal Oxide Varistor) e Lập mô hình mô phỏng

e Đánh giá, kết luận, rút ra các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả bảo vệ chống sét lan truyền trên đường cấp nguồn hạ áp

4 DIEM MOI CUA LUAN VAN

e Lập mô hình so sánh hiệu quả bảo vệ của các thiết bị cắt sét sử đụng công nghệ khác nhaụ

e Lập mô hình phối hợp bảo vệ của các thiết bị chống quá áp

© Lập mô hình đánh giá ảnh hưởng thiết bị lọc sét

5 GIÁ TRỊ THỰC TIỀN CỦA LUẬN VĂN

e Kết quả nghiên cứu phần nào đáp ứng công tác nghiên cứu lựa chọn, phối

hợp và kiểm tra hiệu quả các thiết bị bảo vệ chống sét lan truyền trên

đường nguồn hạ áp một cách chính xác trong điều kiện thiếu phòng thí

nghiệm như hiện naỵ

° Cung cấp một công cụ mô phỏng hữu ích cho những ai quan tâm đến việc nghiên cứu đáp ứng của thiết bị chống sét dưới tác dụng của xung sét lan

truyền và đánh giá hiệu quả của các hệ thống bảo vệ chống sét lan truyền trong các

Trang 31

e Đề tài có khả năng phát triển những cấp nghiên cứu cao hơn trong điều kiện cho phép

6 NOI DUNG CUA LUẬN VĂN Mớỡ Đầu : Tổng quan

Chương I : Hệ thống bảo vệ chống xung điện từ

Chương 2 : Giải pháp bảo vệ chống sét lan truyền trên đường nguồn cho thiết bị điện và điện tử

Chương 3 : Mô hình máy phát xung sét tiêu chuẩn và các phần tử bảo vệ

Chương 4 : Phân tích các giải pháp báo vệ, kết luận và hướng nguyên cứu phát triển

Trang 32

biến trong hệ thống điện Các phân tử bán dẫn này rất nhạy cảm với các hiện tượng quá áp có thể xuất hiện trong hệ thống điện phân phối xoay chiềụ

Quá áp trong mạch điện xoay chiều có thể gây ra sự hư hỏng vĩnh cữu hay tạm thời của các phần tử điện - điện tử và hư hỏng kế cả hệ thống điện Việc bảo vệ chống lại quá áp quá độ có thể thực hiện bằng cách sử dụng các phân tử được thiết kế đặc biệt mà nó sẽ giới hạn biên độ của quá áp bằng một trở kháng lớn nối tiếp

hay bằng một trở kháng nhỏ mắc shunt

Trong đó, quá áp quá độ là kết quả của sự phóng thích đột ngột năng lượng tồn

tại trước đó từ các điều kiện tự nhiên như sét đánh hoặc điều kiện phát sinh từ việc

đóng cắt tải có tính cảm hay việc phóng điện các điện cực Các hư hỏng gây ra bởi

hiện tượng quá áp phụ thuộc vào tần xuất hiện, giá trị đỉnh và dạng sóng của quá áp Sóng quá điện áp có dạng sóng xung gia tăng đột ngột (do sét hay do các thao tác đóng cắt có tải trên lưới) và có khả năng gây hư hỏng các thiết bị, mạng máy

tính, các thiết bị trong mạng viễn thông mà trong vấn dé vận hành rất khó phát hiện, đặc biệt là các thiết bị điện tử rất nhạy cảm

Những sự cố này xuất hiện ở các mạng lưới phân phối điện do ngắt mạch hay các sự cố thường xuyên hình thành suốt một thời gian dài (chu kỳ của sóng AC), nhưng quá điện áp khá thấp bằng 1,2 tới 1,4 p.u

SF SF Xx à 1M mang

TOV - Quá áp tức thời

Hình 1.1 Dạng sóng quá điện áp tức thời trên đường nguồn hạ áp

Một xung điện áp điễn ra trong thời gian cực ngắn nhưng lại có sự thay đổi giá

Trang 33

các thiết bị kết nối với đường dây điện thoại, Ethernet, cáp đồng trục, cáp thong tin, Hình 1.2 và 1.3 mô tả đặc tính các sự cô quá áp xảy ra trong khoảng thời gian rất ngắn, chi trong một phân triệu giây, nhưng lại có cường độ rất lớn (KV) Những sự cô này được gọi là điện áp xung hay điện áp tức thờị Hai nguyên nhân phổ biến của các sự cô này là đóng ngắt các tải cảm và nhiễu sinh ra do sét trong từ trường với áp điện áp tự cảm trên hệ thống điện trong tòa nhà

hockey Hinh 1.2: Xung qua ap do déng cắt tải

|

^#+ hos

Hinh 1.3: Xung nhiéu do cảm ứng sét

1.2 TANG SUAT XUAT HIEN SET

Trang 34

| —~———- —

œ + —— , i’ :——' —

e bàn at sO ac 133 12E tác WE tao =c

Giá trị dinh dong sét, KA

Hình 1.4 Quan hệ tân suất xuất hiện sét theo biên độ

-Khoảng 40% cơn sét có dòng sét lớn hơn 20kẠ

-Khoảng 5% cơn sét có dòng sét lớn hơn 60kA (hoặc 95% cơn sét có dòng sét

đưới 60kA)

-Khoảng 0,1% cơn sét có dòng sét lớn hơn 200kẠ

(Dữ liệu được thống kê trên 5,4 triệu lần sét đánh từ năm 1995 — 2005 của Meteoragẹ) 1.3 DẠNG XUNG SÉT Dạng xung sét phụ thuộc vào cách thức sét tác động vào đường dây tải điện hay đường tín hiệụ 1.3.1 Dang song 10/350ps

Dang song 10/350ps thường là xung sét lan truyền do sét đánh trực tiếp vào đường dây trên không lân cận công trình hoặc đánh trực tiếp vào kim thu sét trên

Trang 35

Hình 1.5: Sét đánh trực tiếp vào kim thu sét và đường đây trên không Dang song 10/350 ps duge biểu diễn trong Hình 1.6 IiBu1] 10 0.5 > 200 4nn 600 80D 1000 ¢ [ps] 350 ps Hình 1.6 Dạng sóng 10/350us 1.3.2 Dạng sóng 8/20ns

Dạng sóng 8/20us thường là xung sét cảm ứng do sét đánh vào đường dây trên không cách công trình một khoảng cách xa hoặc do sét đánh vào một vật gần đường

Trang 36

Dạng sóng 8/20us được biểu diễn trong Hình 1.8 + JiS} Hình 1.8 Dạng sóng 8/20us

1.4 ANH HUONG CUA SET DANH LEN DUONG DAY DIEN

Các dòng điện trên không phân bố ở các khu vực có địa hình rộng và do đó rất

dễ bị sét đánh Sự phóng điện khí quyên khác trong vùng lân cận gây ra quá áp dọc

theo đường dây điện Trong trường hợp đó, các dòng điện truyền hoạt động như một

anten trải rộng Mạng lưới đường dây chủ yếu được thiết kế để truyền điện năng tuy

Trang 37

> Sét đánh trực tiếp lên dây pha (phá vỡ từ trường)

> Sét đánh trực tiếp lên dây dẫn có bọc vỏ bọc ở trên không h oặc trên tòa

nhà, sau đó phóng điện tới dây dẫn phạ

> Sét đánh cách xa dây điện vải trăm mét (đánh gián tiếp), phương thức này gây ra quá áp trên đường dây điện.Xung lực quá áp sinh ra do sét đánh trực tiếp hay gián tiếp truyền từ điểm xung lực qua

Các nguyên nhân gây ra quá áp toàn bộ mạng lướị Những xung lực này có thé được truyền qua các máy biến thế từ mức độ cáo đến thấp mà tại đó chúng bắt đầu một nguồn nhiễu quá áp khác

1.4.1 Sự ghép điện từ

Kết nối điện là nguyên nhân gây ra hầu hết các sự cố quá áp nguy hiểm nhất và xuất hiện ở mối nối của 2 dây điện có điện áp vận hành khác nhau hay các cung điện giữa các dây điện Ví dụ thể hiện mối quan hệ giữa hệ thống viễn thông và các cáp điện (hình 1.9a) Quá áp có thé truyền từ mạng lưới này sang mạng lưới khác nêu tồn tại mối ghép điện dung giữa hai mạng lưới (hình 1.9) hay có điện dung ký sinh và nó sẽ truyền quá áp từ phần có quá áp cao xuống phần có quá áp thấp khi phan quá áp cao không cân băng Sự ghép nối phố biến nhất giứa hai mạng lưới là mắc nối quy nạp Theo định luật Faraday thì từ trường luôn thay đổi sẽ sinh ra quá áp ở mạch bên trong nó Nếu từ trường phản hỏi lại dòng điện quá độ với tỷ lệ thay đổi cao thì quá áp sẽ được sinh ra bên trong mạch (hình 1.9c)

by dién dung C) điện cảm

Hình 1.9: Sự kết nôi điện

Trang 38

trong các đám mây giông và ở các đám mây xa hơn sẽ sinh ra từ trường xung quanh Điện trường ngăn cách phóng điện trong các công trình kim loạị Vì

đặc điểm xung của dòng sét, tỷ lệ thay đổi của từ trường trong mạch dẫn rất nhanh

và quá áp có thể được sinh rạ Một ví dụ của độ cảm ứng là sét đánh và một dây

thoát sét được lắp ở một ngôi nhà (hình 1.10)

Trang 39

1.4.2 Quá điện áp thao tác

Quá điện áp thao tác là sự gián đoạn tạm thời gây ra bởi các hoạt động ngắt mạch, điều kiện sự cố hoặc giải quyết sự cố trong một nguồn điện Bất kỳsự thay

đổi đột ngột nào bên trong hệ thống cũng có thể dẫn đến dao động tắt dần với tần số cao thể hiện rõ chỉ khi hệ thống ôn định lại sang trạng thái chắc chắn mớị Hoạt động ngắt mạch trong một nguồn cung cấp điện có thể gây ra do có chủ ý (tải hay ngắt tụ mạch) hay có thể xảy ra ngoài ý muốn (lỗi nguồn điện) Khi đóng hoặc ngắt

một mạch tải RCL bằng một cầu dao ngắt mạch, giá trị quá áp thao tác thường

không vượt quá hai lần giá trị quá áp định mức hệ thống (hình 1.11) Quá áp tối đa chủ yếu được xác định bằng cách đóng ngay lập tức các cầu dao liên quan tới hay điện áp của nguồn điện Quá áp có tần số cao nhất xuất hiện khi cầu đao đóng lại ở giá trị điện áp cung cấp cao nhất Quá áp cao hơn thường có thể xuất hiện do phụ tải cảm ứng ngắt mach như phần cảm điện của máy biến thế, mô tơ hoặc phụ tải điện dung Sự can thiệp của dòng ngăn mạch cũng góp phần gây ra quá áp Khi với cầu dao ngắt mạch gây ra quá áp, đây cũng chính là giá trị cao nhất tương quan với giá trị điện áp tầng số lưới điện tại lúc xảy ra ngắn mạch Hình dạng sóng của quá áp là các sóng dạng vòng Tỷ lệ tăng quá áp thường ở mức một vài kV/Hs trong khi quá trình chuyển tiếp có thể kéo dài từ is đến ms

Thời gian diễn ra của quá áp thao tác thường lâu hơn của xung điện do sét đánh rất nhiều lần; nhưng điện áp tối đa của nó lại yếu hơn điện áp tối đa do sét đánh gây rạ Giá trị tối đa được xác định bằng sự phản hồi của thiết bị điện áp thấp,

độ tự cảm và điện dung của dòng điện, các loại ngắt mạch (bật/tắt cầu dao hay cầu

chì) và hình thức tảị

1.4.3 Quá áp ngắn hạn

Quá áp ngắn hạn (TOV) được xác định như quá áp AC có thời gian đáng kể và

biên độ xuất hiện trong một hệ thống có sự có Một dãy chuỗi các hiện tượng là hậu

Trang 40

năng xâm nhập của quá áp ngắn hạn

1.4.4 Xung điện sinh ra do sự phóng tĩnh điện

Sự phóng điện xung quanh chúng ta thường được phân biệt bởi ảnh hưởng bên ngoài như sự chuyên động của các vật liệu khác nhaụ Sự phân biệt này làm cho các vật thể được nạp điện phá vỡ trường điện từ tĩnh ở khu vực lân cận Khi hai vật thể

được nạp điện đủ gần nhau, cường độ của trường điện từ tĩnh đạt giá trị nhất định và

xảy ra sự phóng tĩnh điện Độ lớn của điện áp fĩnh điện và các dạng sóng phóng điện thể hiện đặc điểm xung lực với thới gian tăng lên là na nô giây và quá trình 0.1 us Dòng điện tối đa đạt 100A trong khi đó quá áp tối đa đạt 40kV (hình 1.12) tt HA so Vu=40kVW so ao 20 ©” 10 20 30 40 50 60 70 80 90.100 120 Wins) Hình 1.12 Phóng dòng điện dung 1.5 CONG NGHE CHONG SET LAN TRUYEN TREN DUONG NGUON HA AP

1.5.1 Khe phéng dién (Spark Gap)

Khe phóng điện được cấu tạo bởi hai bản kim loại cứng cố định ở một

khoảng cách định trước Một điện cực được nối với mạng điện, còn điện cực kia

được nỗi với đất Không khí giữa hai cực sẽ bị ion hóa tại một điện áp khe hở

giữa hai điện cực Hiện tượng không khí bị ion hóa tạo ra một trở kháng thấp

giữa hai bản cực

Điện áp đánh thủng phụ thuộc vào độ âm của không khí cho nên khe phóng

điện được sử dụng chính ở mạng có điện áp cao mà ở đó không đòi hỏi độ

chính xác caọ Khe phóng điện có vỏ bọc là thủy tỉnh hoặc kim loạị

Ngày đăng: 06/09/2017, 21:39

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w