Ứng dụng mô hình đường dây truyền tải không đồng nhất cho việc xác định chiều dài hiệu quả của điện cực nối đất

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - - PHAN TRẦN TÍN ÁP DỤNG MƠ HÌNH ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI KHƠNG ĐỒNG NHẤT CHO VIỆC XÁC ĐỊNH CHIỀU DÀI HIỆU QUẢ CỦA ĐIỆN CỰC NỐI ĐẤT Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN Mã số: 60520202 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2017 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -ĐHQG -HCM Cán hướng dẫn khoa học 1: PGS TS Vũ Phan Tú Cán hướng dẫn khoa học 2: Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày tháng năm 2017 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ PHAN TRẦN TÍN Họ tên học viên: Ngày, tháng, năm sinh: 08/11/1988 Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện MSHV: 13180520 Nơi sinh: Nha Trang Mã số: 60520202 I TÊN ĐỀ TÀI: ÁP DỤNG MƠ HÌNH ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI KHÔNG ĐỒNG NHẤT CHO VIỆC XÁC ĐỊNH CHIỀU DÀI HIỆU QUẢ CỦA ĐIỆN CỰC NỐI ĐẤT II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Tìm hiểu tượng độ của điện cực nối đất q trình tản dòng sét - Tìm hiểu mơ hình đường dây truyền tải phương pháp sai phân hữu hạn - Tìm hiểu chiều dài hiệu - Sử dụng mơ hình đường dây truyền tải khơng đồng để tính tốn chiều dài hiệu điện cực nối đất III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 01/1/2017 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 10/5/2017 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS TS Vũ Phan Tú Tp HCM, ngày tháng năm 2017 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TRƯỞNG KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ 11 LỜI CÁM ƠN Để hồn thành xong luận văn tốt nghiệp ngày hôm xin chân thành gửi lời cảm ơn đến tất giúp đỡ mà người dành cho suốt thời gian học tập, nghiên cứu trường Đại Học Bách Khoa Đầu tiên muốn gửi đến lời cảm ơn chân thành sâu sẳc đến thầy Vũ Phan Tú tận tình, hướng dẫn, truyền đạt kiến thức kỉnh nghiệm quý báu giúp đỡ suốt trĩnh thực đề tài Luận Văn Tất Nghiệp Thêm muốn gửi lời cảm ơn đến thầy cô Bộ Môn Điện Điện Tử trường Đại Học Bách Khoa bảo, hướng dẫn suốt thời gian học tập nghiên cứu trường Các thầy cô ln tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi lúc gặp khó khăn bế tẳc suốt thời gian làm luận văn Xin chân thành cảm ơn! Học viên Phan Trần Tín VI TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ Trong luận văn này, mơ hình đường dây truyền tải khơng đồng sử dụng để tính chiều dài hiệu điện cực nối đất Kết tính tốn cho trường hợp điện cực nối đất so sánh với kết nghiên cứu nghiên cứu trước Mơ hình tính tốn chiều dài hiệu sau dùng để tính chiều dài hiệu điện cực nối đất với dòng sét cho theo tiêu chuẩn IEC Kết thu cung cấp thơng tin hữu ích cho q trình tính tốn thiết kế điện cực nối đất IV ABSTRACT In this thesis, the non-uniform transmission line model is used to calculate the effective length of grounding electrode The results in this thesis are compared with the results in the other research papers The non-uniform transmission line model is used to calculate the effective length of electrodes in case of IEC lightning standard The estimated results provide useful information for calculating and design grounding electrode LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn nghiên cứu riêng Các kết nêu luận văn chưa công bố cơng trình khác Các số liệu, ví dụ, trích dẫn đảm bảo tính xác, tin cậy trung thực Tôi xin chân thành cảm ơn NGƯỜI CAM ĐOAN vii MỤC LỤC CHƯƠNG 1: Đặt vấn Đề 1.1 Giới thiệu: 1.2 Những điểm bật: 1.3 Chiều dài hiệu điện cực nối đất CHƯƠNG 2: Tổng quan nghiên cứu 2.1 Tìm hiểu tượng phóng điện sét 2.2 Các nghiên cứu sét: 2.3 Các nghiên cứu hệ thống nối đất: 2.4 Chiều dài hiệu quả: CHƯƠNG 3: Mơ hình đường dây truyền tải không đồng 3.1 Giới thiệu: 3.2 Mơ hình đường dây truyền tải đồng 3.2.1 Cơ sở lý thuyết: 3.2.2 Kết mô 3.3 Mơ hình đường dây truyền tải không đồng nhất: 12 3.3.1 Cơ sở lý thuyết: 12 3.3.2 Kết mô 16 CHƯƠNG 4: Phuong pháp FDTD áp dụng cho mơ hình đường dây truyền tải 21 4.1 Giới thiệu phương trình đường dây truyền tải: 21 4.2 Áp dụng phương pháp FDTD cho phương trình đường dây truyền tải: 21 4.3 Kết mô phỏng: 23 CHƯƠNG 5: Mơ hình đường dây truyền tải khơng đồng cho xác định chiều dài hiệu điện cực 28 5.1 Cơ sở lý thuyết 28 5.2 Dạng dòng sét đầu vào: 30 5.3 Tính toán chiều dài hiệu cọc nối đất: 36 5.3.1 Tính tốn chiều dài hiệu với dòng sét [9]: 36 5.3.2 Tính tốn chiều dài cọc nối đất với dòng sét theo tiêu chuẩn IEC: 42 CHƯƠNG 6: Kết Luận 45 6.1 Kết luận: 45 6.2 Hướng phát triển đề tài: 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 IX DANH MỤC BẢNG Bảng 5.1 Thơng số hàm Heidler dùng để mơ tả dạng dòng sét 31 Bảng 5.2 Thông số dòng sét cho tiêu chuẩn IEC 62305-1 32 Bảng 5.3 Thông số hàm Heidler dùng để mơ tả dạng dòng sét [9] 40 Bảng 5.4 Chiều dài hiệu cọc nối đất 41 Bảng 5.5 Kết tính tốn chiều dài hiệu với dòng sét theo tiêu chuẩn IEC:.„42 IX CHƯƠNG 5: Mơ hình đường dây truyền tải khơng đồng cho xác định chiều dài hiệu điện cực nối đất Độ thẩm điện khơng khí: £0 = 4^.10 Độ thẩm từ khơng khí: p0 = -—1 4^.9.10 Thời gian mơ phỏng: tsim = 30(/zs) Hình 5.8 Điện áp độ cọc nối đẩt ứng với chiều dài cọc 5m, 10m, 15m, Om với dòng sét IEC cấp 1, xung 39 CHƯƠNG 5: Mơ hình đường dây truyền tải khơng đồng cho xác định chiều dài hiệu điện cực nối đất ■ 2ỮM t ■ 10 1S J 20 vertical electrodes {til) Hình 5.9 Điện áp độ tối đa ứng vởi trường hợp chiều dài cọc Theo hình ta nhận thấy chiều dài hiệu 13 m Cho chương trình chạy bước chiều dài nhỏ ta cố bảng kết sau Vối dạng dòng sét thơng số dòng sét cho [5] Trong phần việc ước tính chiều dài hiệu xét trường hợp với điện trở suất đất khác Kết tính tốn mơ hình so sánh với kết thu từ [11] Bảng 5.3 Thông sổ hàm Heidỉer dùng để mơ tả dạng dòng sét [9] 40 CHƯƠNG 5: Mơ hình đường dây truyền tải không đồng cho xác định chiều dài hiệu điện cực nối đất Hình 5.10 Mỉnh họa xung sét xung sét theo hàm Heỉdler Kết thu được: Bảng 5.4 Chiều dài hiệu cọc đất Chiều dài hiệu (m) Xung p (Dm) Xung c a 6.9 b 7.4 c 4.6 a 2.1 b 1.3 3.6 23.8 12.3 7.4 7.4 7.6 500 22.2 49.3 32.0 31.0 17.3 18.1 16.2 1000 69.6 32.9 49.2 25.5 23.7 24 10 100 p: Điện trở suất đất a: Kết tính tốn chiều dài hiệu dùng mơ hình đường dây truyền tải không đồng b: Kết tính tốn chiều dài hiệu theo [5] c: Kết tính tốn chiều dài hiệu dùng mơ hình lai [ 11 ] 5.3.2 Tính tốn chiều dài cọc nối đất với dòng sét theo tiêu chuẩn IEC: Trong thực tế tính tốn điện cực nối đất, có lúc dòng sét chọn theo tiêu chuẩn chuẩn hóa Vì vậy, việc tính tốn chiều dài hiệu điện cực nối đất 41 CHƯƠNG 5: Mơ hình đường dây truyền tải khơng đồng cho xác định chiều dài hiệu điện cực nối đất theo tiêu chuẩn IEC cần thiết Dùng mô hình đường dây truyền tải khơng đồng để tính tốn cho dòng sét theo tiêu chuẩn IEC ta có kết mô tả bảng sau: Bảng 5.5 Kết tính tốn chiều dài hiệu với dòng sét theo tiêu chuẩn IEC: Chiều dài hiệu (m) Xung Xung 10.2 1.5 32.2 5.2 500 70.9 12.7 1000 p: điện trở suất đất 99.8 19.9 10 100 42 CHƯƠNG 5: Mơ hình đường dây truyền tải không đồng cho xác định chiều dài hiệu điện cực nối đất Tính tốn cụ thể trường hợp hệ thống nối đất có điện ưở đất 100 fìm, xung sét thứ hai, chiều dài hiệu 5.2 m 1200 800 1 1 1 f - ; ti ■■■■■■ 1 I - - - 1 1 600 1. _ “length -‘length == 4,0 6.0 m in - ị —length - + - in 1 1 1 1 1 —1 ' 0.4 = 5.2 1 0.6 T 1 200 _ _ _ _ I ị 1 1 1 400 1 1 I ’1 0.8 X I0-5 Hình 5.11 Mơ điện áp độ CỘC nẩỉ đất trường hợp CỘC nối đất với psữa = 100(íl»í)xung set Theo kết tính tốn đáp ứng q độ dựa mơ hình đường dây truyền tải ta thấy khỉ tăng chiều dài từ 4.0 m lên 5.2 m điện áp độ tối đa giảm từ 1100 (kV) xuống 1000 (kV) Nhưng, tăng từ 5.2 lên 6.0 m điện áp độ 1000 (kV) Trong trình độ cọc nối đất, thông số điện cảm điện dẫn điện dung phân đoạn thay đổi theo thời gian hình (3.7) Trong trình đố, điện cảm tăng dần dẫn đến cản trở việc tản dòng điện đến phân đoạn xa vị trí dòng sét vào, điện dẫn giảm dẫn đến việc khó tản dòng sét vào đất phân đoạn so với ỉúc đầu, điện dung tăng dần làm giảm khả tích trữ đỉện tích đất Các hiệu ứng làm giảm hiệu tản dòng sét phân đoạn ưên cọc nối đất theo thời gian Hiệu tản dòng sét phân đoạn xa giảm dần khỉ đến giới hạn đỏ tác động việc nối thêm phân đoạn vào điện cục nối đất khơng Khi đỏ, việc tăng thêm chiều dài không làm tăng thêm hiệu việc tản dòng sét, dẫn đến điện áp độ vị trí đầu vào cọc nối đất khơng giảm thêm Việc tìm chiều dài giới hạn cho khả giảm điện áp điện cực nối đất giúp cho 43 CHƯƠNG 5: Mơ hình đường dây truyền tải khơng đồng cho xác định chiều dài hiệu điện cực nối đất việc thiết kế điện cực nối đất tốt Khi biết chiều dài hiệu ta giảm lãng phí việc tăng chiều dài điện cực nối đất vượt chiều dài hiệu Khi tăng chiều dài điện cực nối đất mà dòng sét khơng giảm thêm ta có lựa chọn sau: - Thay đổi cấu trúc hệ thống nối đất: từ việc dùng hay cọc đơn giản sang hệ thống nối đất bao gồm nhiều cọc nối lại với lưới nối đất - Dùng hóa chất cải tạo đất để làm giảm điện trở suất đất Từ hình 5.11 ta thấy với chiều dài hiệu 5.2 m điện áp độ 1000 (kV) với điện áp độ cao gây nguy hiểm đến ửạm điện nhà máy điện ửong thực tế Vì dựa điện áp độ tối đa chịu hệ thống điện chiều dài hiệu khác Trong trường hợp điện áp tối đa hệ thống 250 kv giải pháp dùng cọc nối đất để tản dòng sét yêu cầu giải pháp không khả thi Khi đó, cần tính thêm giải pháp khác dùng nhiều cọc nối đất nối với Với yêu cầu khác thiết kế hệ thống nối đất thực tế như: - Dòng sét yêu cầu ( cường độ dòng sét, độ dốc đầu sóng) - Điện áp độ tối đa cho phép hệ thống - Các thông số đất Khi tính tốn điện áp q độ tối đa điểm đầu vào sét vượt điện áp độ cho phép bỏ qua giải pháp thiết kế hệ thống nối đất bao gồm cọc Trong trường hợp việc tính tốn chiều dài hiệu không giúp đạt điện áp độ mong muốn 44 CHƯƠNG 6: Ket luận CHƯƠNG 6: 6.1 • KẾT LUẬN Kết luận: Trong luận văn mơ hình đường dây truyền tải dùng để tính tốn chiều dài hiệu điện cực nối đất Kết sau so sánh với kết thực nghiệm [5] Từ xác định kết tính tốn q độ lưới nối đất dùng mơ hình đường dây truyền tải khơng đồng phù hợp với kết thực nghiêm [5] • Mơ hình đường dây truyền tải khơng đồng sau dùng để tính tốn chiều dài hiệu cọc nối đất chống sét với dòng sét cho theo tiêu chuẩn IEC Luận văn dùng mơ hình đường dây truyền tải không đồng để xác định chiều dài hiệu nối đất theo tiêu chuẩn IEC Kết tính tốn cho nối đất so sánh với cơng trình nghiên cứu khác [5,11], Kết tính tốn chiều dài hiệu theo mơ hình đường dây truyền tải nằm kết tính tốn theo mơ hình lai mơ hình trường điện từ Từ đó, cho thấy kết tính tốn chiều dài hiệu theo mơ hình đường dây truyền tải đáng tin cậy • Mơ hình tốn luận văn dùng để tính tốn chiều dài hiệu điện cực nối đất thực tế 6.2 • Hướng phát triển đề tài: Mơ hình đường dây truyền tải luận văn tính tốn chiều dài hiệu điện cực nối đất đơn giản nên tương lai phát triển thêm để tính tốn cho dạng nối đất phức tạp Các dạng nối đất phức tạp bao gồm hệ thống nhiều cọc nối đất, nối đất dạng vòng, lưới nối đất • Mơ hình đường dây truyền tải cải tiến để tính tốn cho trường hợp lưới nối đất nén để tìm cách nén lưới nối đất cho đạt hiệu tản dòng sét cao với chi phí nhỏ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] , M I Lorentzou, and N D.Hatziargyriou, Transmission Line Modelling of Grounding Electrodes and Calculation of their Effective Length under Impulse Excitation, Int Conf, on Power Systems Transients, Montreal (2005) 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO [2] , E D Sunde Earth Conduction Effects in Transmission Systems Dover, New York (1968) [3] , B R Gupta, and B Thapar, Impulse impedance of grounding systems, Proc IEEE Power Eng Soc Summer Meeting, Paper A 78563-9, pp 1-6 (1978) [4] , Jinliang He, et al., Effective length of counterpoise wire under lightning current, IEEE Transactions on Power Delivery, vol 20, no 2, pp 1585-1591 (2005) [5] , Leonid Grcev, Impulse Efficiency of Ground Electrodes, IEEE Transactions on Power Delivery, vol 24, no 1, pp 441-451 (2009) [6] , Yaqing Liu, Nelson Theethayi, and Rajeev Thottappillil, An engineering model for transient analysis of grounding system under lightning strikes:Nonuniform transmission-line approach, IEEE Transactions on Power Delivery, vol 20, no 2, pp 722 - 730 (2005) [7] , Leonid Grcev, Time- and Frequency-Dependent Lightning Surge Characteristics of Grounding Electrodes, IEEE Transactions on Power Delivery, vol 24, no 4, pp 2186-2196 (2009) [8] IEC62305-1, Protection against lightning - Part 1: General principles IEC Standard (2010) [9] F Heidler, et al., Parameters of lightning current given in IEC 62305background, experience and outlook, 29th Int Conf, on Lightning Protection, Uppsala, pp 1-22 (2008) [10] Leonid Grcev, and Vesna Amautovski, Comparison between simulation and measurement of frequency dependent and transient characteristics of power transmission line grounding, 24th Inter Conf, on Lightning Protection, Bữmingham, vol 1, pp 524-529 (1998) [11] , R Alipio, and s Visacro, Impulse Efficiency of Grounding Electrodes: Effect of Frequency-Dependent Soil Parameters, IEEE Transactions on Power Delivery, vol 29, no 2, pp 716-723 (2014) [12] , Yaqing Liu (2004) “Transient Response of Grounding Systems caused by lightning: Modelling and Experiments” Acta Universitatis Upsaliensis 46 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: Phan Trần Tín Nơi sinh: Nha Trang Ngày, tháng, năm sinh: 06/9/1988 Địa liên lạc: 92 Trần Phú, Phường Vĩnh Nguyên, Thành phố Nha Trang Điện thoại: 0984 611 075 Email: trantinl988@gmail.com QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Thời gian 2006-2011 Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Bằng cấp Kỹ sư điện Chuyên ngành Điện Loại tốt nghiệp: Trung bình - Khá Điểm tổng kết: 6.8/10 CÁC CƠNG TRÌNH Đà CƠNG BỐ: Nguyen Nhat Nam, Phan Tran Tin, Le Quoc Viet, Vu Phan Tu, Effective Length Estimation of Vertical Grounding Electrodes, ISEE 2015 47 Phụ lục Effective Length Estimation of Vertical Grounding Electrodes • Nguyen Nhat Nam • Phan Tran Tin Ho Chi Minh city University of Technology, Ho Chi Minh city, Vietnam • Le Quoc Viet Binh Duong Electric Power Company, Binh Duong province, Vietnam • Vu Phan Tu Vietnam National University, Ho Chi Minh city, Vietnam ABSTRACT: In this paper, a model of nonuniform transmission line is applied to estimate the effective length of vertical grounding electrodes under lightning strikes The estimated results in some typical cases are then validated and compared with the ones computed from other Keywords: effective length, grounding transmission line researchers The estimation is then conducted for two standard lightning current waveforms in I EC 62305-1 The obtained results provide a useful basis for practical design of grounding systems electrode, lightning protection, nonuniform INTRODUCTION Grounding system is generally a network of horizontal and vertical electrodes buried under the ground Its function is to disperse lightning currents and fault ones quickly into surrounding soil Hence, this system is one of the most important part in lightning protection In case a lightning protection system is installed in a small area, simple vertical grounding electrodes can be used In areas with high resistivity of soil, these grounding rods can even be longer than 20 m In lightning current dissipation, when the length of a grounding electrode increases beyond an critical limitation, the maximum ground potential rise (GPR) does not decrease [1] This limitation, which is named effective length, is a very important quantity for the lightning transient analysis of grounding systems From a comprehensive study about the transient behaviour of grounding systems summarized by Sune in [2], many researches have been conducted to estimate the effective length of grounding electrodes B R Gupta and B Thapar first proposed an empirical formula of the grounding effective length based on the electric õrcuit approach [3] Jinliang He, et al used transmission line model including soil ionization effects to estimate the effective length of horizontal grounding wừes [4] Leonid Grcev developed a full wave electromagnetic field model to improve the accuracy for the effective length estimation of grounding electrodes [5] In this paper, a nonuniform transmission line which was developed by Y Liu in [6] is used to estimate the effective length of vertical grounding - 48 - Phụ lục electrodes Besides, the soil ionization is neglected in this study because it is a very complex phenomenon including hysteresis and surface sparking effects [7], The effective length estimation is then validated by comparison with the results from other researchers Finally, this estimation is conducted for two standard waveform lightning currents defined in [8] Table Parameters of the lightning current waveform proposed in IEC62305-1 ị FUNDAMENTAL BACKGROUND 2.1 Nonuniform transmission line model In the nonuniform transmission line model proposed in [6], the distribution equations of voltage v(x,t) and current i(x,t) on a grounding electrode are displayed as (1) and (2) _Ẽ±đ)=r>í(j,,)+L(j,()ẼíM (1) In the above equations, re, L(x,t), G(x,t) and C(x,t) are the per-unit length resistance, inductance, conductance and capacitance of the electrode, respectively It is noted that the last three parameters are considered as functions of position along the electrode X and time Í The finite difference time domain (FDTD) method is used in this model The detailed procedure of this numerical method to calculate the voltage and current along the electrode is presented in [6] 2.3 Basic definitions for transient analysis of grounding electrodes For the lightning transient behaviour of grounding electrodes, it is necessary to remind readers some important definitions in [5] Fhstly, in low frequency range, the behavior of a grounding electrode is characterized by the low frequency resistance as follows V = — , where V is the voltage difference LF J between the feed point on the electrode and the remote neutral point; / is the injected current This resistance 2.2 Lightning current waveform The function displayed in (3) is shown being suitable to describe a realistic lightning current effectively by F Heidler in [9] value of a vertical grounding electrode with radius a and length I buried in a soil with resistivity p can be estimated using the following formula [5] (4) exp(-t I *2) k l + ự/ĩ-;) V The above equation is accepted by IEC for the first _ peak and the subsequent short stroke currents in [8] Its where Vpeak is the peak value of the electric parameters, which are fixed in IEC62305-1, are potential at the injected point in reference to the remote summarized in Table neutral point and Ipert is the peak value of the impulse Secondly, for the impulse characteristics of a grounding electrode, the impulse impedance z and the current fed into the electrode impulse coefficient A are considered (6) A = ^i(t) = - 49 - Phụ lục R from the model are in good agreement with the experimental ones LF Finally, the effective length of a grounding electrode in a specific circumstance of lightning current THE EFFECTIVE LENGTH OF VERTICAL and soil is determined as the maximum length when the GROUNDING ELECTRODE impulse coefficient is equal to 4.1 Validating comparison VERIFICATION OF THE NONUNIFORM In this section, the effective length estimation of TRANSMISSION LINE MODEL vertical grounding electrodes is conducted for two In this section, the reliability of the applied model is examined by comparing its result with the experimental one For the lightning transient problem of grounding systems, experiments are very difficult and expensive Therefore, the number of experiments in this field is very rare Fortunately, there is a very important one which was introduced in [10] In this experiment, an impulse current of which the waveform is similar to a typical subsequent stroke was injected into a 15 m long horizontal grounding electrode buried at 0.6 m under ground in soil with resistivity of 70 f2m and relative permittivity of 15 The electrode is a 116 mm2 copper wfre The measured peak values of the impulse current and of the impulse voltage at the injected point are 35 A and 660 V, respectively [10] Hence, the impulse impedance of 18.857 f2 can be calculated from this measurement impulse currents used in [5] The waveforms of these currents are displayed in Figure The effective lengths of vertical grounding electrodes for four typical values of soil resistivity are presented and compared with the estimated ones from [5, 11] in Table It is observed that these results are consistent to one another In our simulation, the current waveform in (3) is used to reproduce the experimental current with TỊ-0.14 ps, T2-4.5 ps and n-2 The impulse current and the impulse voltage at the injected point are presented in Figure Figure Impulse current and impulse voltage from the simulation The peak value of the impulse voltage in Figure is 631 788 V As a result, the simulation impulse impedance of 18.051 f2 is obtained with the difference of 4.2% in reference to the measured impedance Based on this comparison, it is observed that the computation results - 50 - [5] Phụ lục ft 1' D waveforms in IEC62305-1 In practical design, the effective length of vertical grounding electrodes for the IEC 62305-1 standard is necessary Hence, this lightning characteristic parameter is estimated using the nonuniform transmission line model and summarized in Table Based on the results in this table, a suitable length of grounding electrodes can be determined for a specific situation For instance, in grounding design for a lightning protection system placed in an area with soil resistivity of about 100 Qni, a vertical electrode of which the maximum length is 5.2 m is advised to be used If this electrode is longer than the above value, the lightning performance of the electrode will not be improved This observation can be seen in Figure Figure Impulse voltage at the injected point of vertical grounding electrodes for the I leveled subsequence stroke current of DEC 62305-1 this electrode remains unchanged CONCLUSION In this research, the nonuniform transmission line model is used and validated by comparison with a wellknown experiment in [5] This model is then applied for estimation of the effective Table Effective length of vertical grounding electrodes for IEC 62305-1 standard In Figure 3, it is seen that when the length of the grounding electrode increases in a range under the effective length of 5.2 mm, the lightning transient behaviour of the electrode becomes better during the front time of the impulse current, which can be identified by the decrease of the maximum voltage On the other hand, when the electrode length is long beyond the effective limitation, the dynamic performance of - 51 - Phụ lục ACKNOWLEDGEMENT This study is supported by Young Researcher Grant from Ho Chi Minh city University of Technology, Vietnam - 52 - Phụ lục REFERENCES M I Lorentzou, and N D.Hatziargyriou, Transmission Line Modelling of Grounding Electrodes and Calculation of their Effective Length under Impulse Excitation, Int Conf, on Power Systems Transients, Montreal (2005) E D Sunde Earth Conduction Effects in Transmission Systems Dover, New York (1968) B R Gupta, and B Thapar, Impulse impedance of grounding systems, Proc IEEE Power Eng Soc Summer Meeting, Paper A 78563-9, pp 1-6 (1978) Jinliang He, et al., Effective length of counterpoise wire under lightning current, IEEE Transactions on Power Delivery, vol 20, no 2, pp 1585-1591 (2005) Leonid Grcev, Impulse Efficiency of Ground Electrodes, IEEE Transactions on Power Delivery, vol 24, no 1, pp 441- 451 (2009) Yaqing Liu, Nelson Theethayi, and Rajeev Thottappillil, An engineering model for transient analysis of grounding system under lightning strikes:Nonuniform transmission-line approach, IEEE Transactions on Power Delivery, vol 20, no 2, pp 722 - 730 (2005) Leonid Grcev, Time- and Frequency-Dependent Lightning Surge Characteristics of Grounding Electrodes, IEEE Transactions on Power Delivery, vol 24, no 4, pp 2186-2196 (2009) IEC62305-1, Protection against lightning - Part 1: General principles IEC Standard (2010) F Heidler, et al., Parameters of lightning current given in IEC 62305-background, experience and outlook, 29th Int Conf, on Lightning Protection, Uppsala, pp 1-22 (2008) Leonid Grcev, and Vesna Amautovski, Comparison between simulation and measurement of frequency dependent and transient characteristics of power transmission line grounding, 24th Inter Conf, on Lightning Protection, Birmingham, vol 1, pp 524529 (1998) R Alipio, and s Visacro, Impulse Efficiency of Grounding Electrodes: Effect of Frequency-Dependent Soil Parameters, IEEE Transactions on Power Delivery, vol 29, no 2, pp 716-723 (2014) - 53 - ... cao độ xác việc xác định chiều dài hiệu [5], Trong luận văn này, dùng mơ hình đường dây truyền tải khơng đồng để tính tốn chiều dài hiệu điện cực nối đất Mơ hình đường dây truyền tải khơng đồng. .. Kết xác định chiều dài hiệu đưa dựa mô hình dòng sét [8], CHƯƠNG 3: MƠ HÌNH ĐƯỜNG DẦY TRUYỀN TẢI KHÔNG ĐÔNG NHẤT CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI KHƠNG ĐỒNG NHẤT 3.1 Giói thiệu: Mơ hình đường. .. Kỹ Thuật Điện MSHV: 13180520 Nơi sinh: Nha Trang Mã số: 60520202 I TÊN ĐỀ TÀI: ÁP DỤNG MƠ HÌNH ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI KHƠNG ĐỒNG NHẤT CHO VIỆC XÁC ĐỊNH CHIỀU DÀI HIỆU QUẢ CỦA ĐIỆN CỰC NỐI ĐẤT II