Giải pháp bảo vệ chống sét cho hệ thống pin năng lượng mặt trời cho khu kỹ thuật bệnh viện đa khoa quảng nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG HỒ TUẤN ANH GIẢI PHÁP BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO HỆ THỐNG PIN NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI CHO KHU KỸ THUẬT BỆNH VIỆN ĐA KHOA QUẢNG NAM Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số : 60.52.02.02 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng – Năm 2016 Công trình hồn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: TS TRỊNH TRUNG HIẾU Phản biện 1: PGS TS Ngô Văn Dƣỡng Phản biện 2: TS Thạch Lê Khiêm Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Kỹ thuật họp Đại Học Đà Nẵng vào ngày 11 tháng 07 năm 2016 Có thể tìm hiểu Luận văn tại: - Trung tâm Thông tin-Học liệu, Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong năm gần đây, nguồn lượng truyền thống than đá, dầu mỏ khí đốt dần cạn kiệt, nguồn cung không ổn định Với 79 % lượng tiêu thụ giới từ nhiên liệu hóa thạch khoảng 57,7 % lượng sử dụng ngành giao thông vận tải tăng nhanh ngày Những thật cho thấy lượng quan trọng sống hàng ngày Vì vậy, để khắc phục vấn đề nhiều nguồn lượng thay nhà khoa học quan tâm, nghiên cứu đặc biệt nguồn lượng tái tạo Năng lượng tái tạo cách để vượt qua khủng hoảng nhiên liệu hóa thạch lượng tái tạo lượng từ nguồn tài nguyên bổ sung liên tục bị cạn kiệt Một nguồn lượng tái tạo quan tâm nhiều xạ mặt trời, không giống nhiên liệu hóa thạch lượng từ mặt trời tốt cho mơi trường nguồn lượng sạch, khơng gây nhiễm khơng khí, khơng đóng góp vào nóng lên khí hậu tồn cầu hiệu ứng nhà kính Gần đây, nguồn lượng điện mặt trời sử dụng rộng rãi giới không truyền tải công suất lớn lại trải diện rộng cung cấp điện không trực tiếp cho hộ tiêu thụ mà đấu nối vào hệ thống máy phát điện, lưới điện Trong đó, Việt Nam xem quốc gia có tiềm lớn lượng mặt trời, đặc biệt vùng miền trung miền nam đất nước, với cường độ xạ mặt trời trung bình khoảng 5kwh/m2/ngày Tuy nhiên, việc sử dụng hệ thống pin quang điện (PV) để phát điện có số bất lợi phương diện bảo vệ chống sét, : Các hệ thống PV thường đặt tòa nhà nơi trống trải nên chúng dễ bị sét đánh, sét đánh vào hệ thống bảo vệ dòng điện sét dẫn qua dây dẫn sét xuống đất gây điện áp sét cảm ứng nguy hiểm cho phận hệ thống PV Thực tế vận hành điện mặt trời nhiều quốc gia giới cho thấy năm có nhiều hệ thống PV phải chịu ảnh hưởng điện áp sét đánh trực tiếp cảm ứng lan truyền gây cố nghiêm trọng, thiệt hại lớn kinh tế, làm giảm độ tin cậy cung cấp điện cho hệ thống Tuy nhiên việc nghiên cứu bảo vệ chống sét cho hệ thống vấn đề phức tạp, có nhiều yếu tố mật độ sét, thơng số dòng điện sét, phương thức nối đất, phương pháp tính tốn mơ q trình q độ điện từ Do vấn đề cần quan tâm nghiên cứu để từ có giải pháp nhằm nâng cao an toàn độ tin cậy làm việc thiết bị, phần tử hệ thống Với lý đó, nên tơi lựa chọn đề tài “Giải pháp bảo vệ chống sét cho hệ thống pin lượng mặt trời cho khu kỹ thuật Bệnh viện Đa Khoa Quảng Nam” MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Nghiên cứu đưa giải pháp bảo vệ để làm giảm tác động tín hiệu cảm ứng lan truyền điện áp sét gây tác động vào hệ thống pin quang điện ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Phạm vi nghiên cứu chủ yếu tập trung vào hệ thống pin lượng mặt trời khu kỹ thuật bệnh viện Đa khoa Quảng Nam Nghiên cứu, xây dựng đường đặc tính điện áp sét gây có ảnh hưởng đến pin lượng mặt trời để ứng dụng thực tế PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp phân tích tổng hợp tài liệu có liên quan đến vấn đề bảo vệ cho hệ thống pin lượng mặt trời Nghiên cứu kết công bố ấn phẩm có liên quan đến đề tài Sử dụng phương pháp giải tốn truyền sóng có phần mềm mơ q trình q độ điện từ ATP/EMTP để tính tốn, phân tích q điện áp sét cảm ứng lan truyền BỐ CỤC CỦA ĐỀ TÀI Luận văn trình bày theo cấu trúc sau: - Phần mở đầu trình bày tính cấp thiết đề tài, mục đích đối tượng phạm vi nghiên cứu luận văn - Phần nội dung bao gồm chương: Chương 1: Tổng quan Trình bày tình hình phát triển điện mặt trời giới Việt Nam tổng hợp, đánh giá nghiên cứu có liên quan đến vấn đề điện áp bảo vệ chống sét hệ thống PV để từ lựa chọn hướng nghiên cứu phát triển luận văn Chương 2: Tính tốn – Thiết kế hệ thống pin lượng mặt trời cấp điện nối lưới cho khu kỹ thuật Bệnh viện Đa khoa Quảng Nam Trên sở khảo sát thiết bị quan trọng cần ưu tiên sử dụng khoa Kỹ thuật bệnh viện, tác giả trình bày phần tính tốn lựa chọn thiết bị cung cấp lượng đến vị trí đặt hệ thống pin lượng mặt trời để đảm bảo công suất sử dụng phù hợp Chương 3: Tính tốn bảo vệ chống sét cho khu kỹ thuật Bệnh viện Đa khoa Quảng Nam Trên sở tiêu chuẩn chống sét cho cơng trình theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam, tác giả xác định số lần sét đánh trực tiếp trung bình năm điều kiện xét đến đầu thu sét lắp đặt tòa nhà, để từ tính tốn, kiểm tra hệ thống đầu thu sét hệ thống nối đất bệnh viện để đảm bảo an tồn cho cơng trình thiết bị Chương 4: Phân tích điện áp cảm ứng sét giải pháp phối hợp bảo vệ chống sét thích hợp cho phần tử hệ thống điện PV Trình bày nguyên nhân phát sinh điện áp sét cảm ứng hệ thống điện hệ thống PV phương pháp xác định thông số mơ hình phần tử liên quan cho nghiên cứu điện áp sét cảm ứng hệ thống điện Bằng việc sử dụng phần mềm phân tích độ điện từ ATP/EMTP, tiến đến mô đánh giá yếu tố ảnh hưởng đến điện áp sét cảm ứng hệ thống điện hệ thống pin lượng mặt trời khu kỹ thuật Bệnh viện Đa Khoa Quảng Nam thơng số dòng điện sét, điện trở nối đất Trên sở đưa giải pháp phối hợp bảo vệ chống sét thích hợp cho phần tử hệ thống điện Cuối phần kết luận kiến nghị luận văn TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU Đề tài thuộc dạng nghiên cứu ứng dụng, mặc d hệ thống PV sử dụng nhiều phổ biến từ nhiều năm qua chưa có nghiên cứu sâu phần chống sét cảm ứng để từ có giải pháp phối hợp thiết bị bảo vệ để đảm bảo hệ thống làm việc tin cậy Với ý nghĩa mang tính thực tiễn, đề tài góp phần giải vấn đề phối hợp bảo vệ để giảm khả gây hư hỏng hệ thống PV mà từ làm ngừng trệ khả làm việc thiết bị, đồng thời tạo thư viện vừa đủ để phục vụ công tác nghiên cứu CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN VÀ ỨNG DỤNG CÁC CÔNG NGHỆ NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI TRÊN THẾ GIỚI 1.1.1 Tình hình phát triển cơng nghệ lƣợng mặt trời 1.1.2 Tình hình sử dụng công nghệ lƣợng mặt trời giới 1.2 TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN ĐIỆN MẶT TRỜI TẠI VIỆT NAM 1.2.1 Tiềm điện mặt trời 1.2.2 Những ứng dụng lƣợng điện mặt trời Việt Nam 1.3 GIỚI THIỆU VỀ PIN NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI 1.3.1 Cấu tạo pin mặt trời 1.3.2 Nguyên lý hoạt động 1.3.3 Ƣu, nhƣợc điểm cấu trúc hệ thống pin mặt trời 1.4 HIỆN TƢỢNG GIÔNG SÉT VÀ ẢNH HƢỞNG CỦA GIÔNG SÉT ĐẾN CÁC HỆ THỐNG THIẾT BỊ TẠI VIỆT NAM 1.4.1 Hiện tƣợng sét tự nhiên 1.4.2 Phân bố sét Việt Nam 1.4.3 Các ảnh hƣởng giông sét đến hệ thống thiết bị a Thiệt hại sét lan truyền gây b Các biện pháp bảo vệ 1.5 KẾT LUẬN Trong chương này, thực số nghiên cứu sau:  Tổng hợp, đánh giá tình hình phát triển lượng mặt trời giới Việt Nam: - So với nguồn lượng tái tạo khác, lượng mặt trời nguồn lượng tiềm năng, dễ khai thác, thân thiện với mơi trường gây ảnh hưởng xấu mặt xã hội nên nhiều quốc gia quan tâm phát triển - Việt Nam quốc gia có tiềm phát triển lượng điện mặt trời có nhiều sách thúc đẩy phát triển hệ thống điện Việt Nam có đến dự án điện mặt trời hoàn thành với nhiều dự án đăng ký, xúc tiến xây dựng toàn quốc Trong tương lai, nguồn điện đáng kể hệ thống điện quốc gia  Đã tìm hiểu tổng quan công nghệ điện mặt trời, đưa cấu trúc đấu nối hệ thống pin lượng mặt trời Trên sở phân tích ưu, nhược điểm loại cấu trúc  Sau nghiên cứu tình hình giơng sét Việt Nam ảnh hưởng giông sét đến hoạt động hệ thống thiết bị ta thấy việc bảo vệ cho thiết bị dây dẫn cần thiết Ở v ng lãnh thổ khác nhau, điều kiện khí hậu trang thiết bị kỹ thuật khác nên đặc điểm giơng sét, tính chất mức độ tác hại giông sét gây khác Vì vậy, việc tiếp thu kết nghiên cứu thơng số giơng sét, đặc tính hoạt động giông sét v ng, khu vực để có biện pháp chống sét cho hiệu thích hợp CHƢƠNG TÍNH TỐN - THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI CẤP ĐIỆN NỐI LƢỚI CHO KHU KỸ THUẬT BỆNH VIỆN ĐA KHOA QUẢNG NAM 2.1 GIỚI THIỆU KHU KỸ THUẬT BỆNH VIỆN ĐA KHOA QUẢNG NAM 2.2 TÍNH TỐN ĐẤU NỐI HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI CẤP ĐIỆN CHO KHU KỸ THUẬT BỆNH VIỆN ĐA KHOA QUẢNG NAM 2.2.1 Lựa chọn mơ hình hệ thống Trong đề tài này, đề xuất lựa chọn Mơ hình hệ thống Pin mặt trời kết hợp nối lưới có dự trữ Hình 2.3 Mơ hình hệ thống Pin mặt trời kết hợp nối lưới có dự trữ 2.2.2 Vị trí xây dựng hệ thống pin lƣợng mặt trời nối lƣới 2.2.3 Xác định phụ tải khu Kỹ thuật BV đa khoa Quảng Nam Phụ tải tính tốn thiết bị: Ptt = knc Pđm (2.1) Trong đó: knc: hệ số nhu cầu thiết bị tiêu thụ (hoặc nhóm thiết bị tiêu thụ) Hệ số nhu cầu knc đề tài xác định dựa vào nhu cầu thực tế thiết bị khu Kỹ thuật bệnh viện Đa khoa Quảng Nam Pđm: công suất định mức thiết bị công suất ghi nhãn hiệu máy hoặc ghi lý lịch máy 2.2.4 Tính tốn lựa chọn Pin lƣợng mặt trời a Hiệu suất truyền lượng hệ thống s  1.2 3 (2.2) Trong đó: + η1 : hiệu suất biến đổi điện + η2 : hiệu suất điều khiển + 3 : hiệu suất nạp/phóng điện Acquy b Công suất dàn Pin Mặt Trời cần lắp đặt E wp = I0 E ng IT η (2.3) Trong đó: + E ng : nhu cầu điện trung bình ngày phụ tải (Wh), + I0=1000W/m2=1kW/m2 xạ điều kiện tiêu chuẩn + IT cường độ tổng xạ mặt phẳng nghiêng + η : hiệu suất tổng thể hệ thống bao gồm: điều khiển, 10 d Phạm vi bảo vệ nhóm cột thu sét (Số cột >2) 3.2.4 Hệ thống nối đất cho cơng trình a Khái niệm chung b Các yêu cầu kỹ thuật hệ thống nối đất cho cơng trình 3.2.5 Tính tốn bảo vệ cho cơng trình a Sơ đồ mặt bố trí cột thu sét Khu kỹ thuật có diện tích S = 60 x 40 = 2400(m2) Độ cao nhà thang máy 16,2m Độ cao đến mái 15m Độ cao đến diềm mái 12,55m 45 m Day dan set 40 m 7m 10 m 23 m 7,5 m 27,5 m 6.5 m 32 m 4m 60 m Hình 3.6 Sơ đồ mặt bố trí cột thu sét b Tính tốn lại độ cao bảo vệ cột thu sét Từ số liệu tính tốn ta có bảng số liệu (3.8) sau: 11 Bảng 3.8 Bảng tổng hợp số liệu tính tốn STT Các cặp cột h0 (m) hx = (m) r0x (m) 1-2 15,78 15 0,585 2-3 15,78 15 0,585 -7 15,71 15 0,53 7-8 15,78 15 0,585 8-9 15,78 15 0,585 9-3 15,71 15 0,53 4-5 12,62 12,55 0,0525 5-6 12,62 12,55 0,0525 - 17 13,83 12,55 0,96 10 17 -10 13,83 12,55 0,96 11 10 -11 12,62 12,55 0,0525 12 11 - 12 12,62 12,55 0,0525 13 12 - 18 13,83 12,55 0,96 14 18 - 13,83 12,55 0,96 10 11 12 R0.0525 R3 R0.96 18 17 13 14 15 16 Hình 3.7 Phạm vi bảo vệ cột thu sét 12 3.3 KẾT LUẬN Trong chương này, thực số nghiên cứu sau: - Áp dụng TCXDVN 46:2007 để tính tốn xác định số lần sét đánh trực tiếp vào cơng trình lắp đặt khu vực mật độ sét khác lãnh thổ Việt Nam Kết cho thấy, số lần sét đánh vào cơng trình cao Vì việc nghiên cứu QĐA sét bảo vệ chống sét cần phải trọng, từ đề biện pháp phối hợp bảo vệ thích hợp nhằm giảm thiểu thiệt hại, nâng cao độ tin cậy an toàn cho phần tử - thiết bị hệ thống điện mặt trời - Với số liệu kết tính tốn lại hệ thống thu lôi chống sét phần bảo vệ chống sét trực tiếp cho cơng trình ta thấy cơng trình nằm trọn phạm vi bảo vệ an tồn CHƢƠNG PHÂN TÍCH Q ĐIỆN ÁP CẢM ỨNG DO SÉT VÀ GIẢI PHÁP PHỐI HỢP BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN PV 4.1 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM ATP-EMTP 4.1.1 Ngun lý tính tốn 4.1.2 Khả chƣơng trình 4.1.3 Các phần tử hỗ trợ 4.1.4 Các mơ đun mơ tích hợp sẵn 4.1.5 Những module ATP 4.1.6 Các chƣơng trình hỗ trợ tính tốn 4.1.7 Một số ứng dụng ATP-EMTP 13 4.2 MƠ HÌNH CÁC PHẦN TỬ CHO NGHIÊN CỨU QUÁ ĐIỆN ÁP CẢM ỨNG CỦA HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI 4.2.1 Hệ thống dây dẫn sét đƣờng cáp điện hệ thống PV Ở ta mơ hình hóa mạch điện với thơng số R, L, C hình Hình 4.11 Mơ hình mạch tương đương đường dẫn dòng sét qua dây dẫn sét xuống đất Các thông số mơ hình mạch điện tương đương liệt kê, thích bảng 4.1 xác định theo công thức tổng quát Bảng 4.1 Các thông số mơ hình mạch Ký hiệu TT Tên thơng số Chú thích Tổng Trên qt hình i=1, 2, 3… I Điện trở Ri Dây dẫn sét R1 Dây cáp điện R2 i=1, 2, 3… II Điện cảm Li Dây dẫn sét L1 Dây cáp điện L2 III Điện dung C Giữa dây dẫn sét C11 cáp điện 14 a Điện trở dây dẫn sét cáp điện Điện trở thông số quan trọng dây dẫn, ảnh hưởng đến hiệu truyền tải Điện trở dây dẫn tròn đồng xác định theo biểu thức: R  li S (4.1) Trong đó: ρ: điện trở suất dây dẫn li: chiều dài đoạn dẫn điện thứ i (i= 1,2,…) S: Tiết diện dây dẫn Với cáp điện ta tra điện trở từ catalog nhà sản xuất b Điện cảm dây dẫn sét cáp điện Điện cảm đường dây đơn gồm điện cảm điện cảm ngồi (do từ thơng móc vòng dây dẫn tạo hay gọi hỗ cảm), ta có: L .li D ln ( H / m) 2 DS (4.2) Trong đó: D: khoảng cách lớp lõi lớp bảo vệ cáp µ: hệ số từ thẩm vật liệu li: chiều dài đoạn cáp thứ i (i= 1,2,…) DS: khoảng cách trung bình hình học dây dẫn nhiều sợi c Điện dung dây dẫn sét cáp điện Điện dung dây dẫn sét cáp điện xác định theo công thức sau: C 2 l D ln r (4.3) 15 Trong đó: ε: số điện môi vật liệu cách điện r: bán kính tương đương dây cáp điện D: khoảng cách từ cáp điện đến dây dẫn sét l: chiều dài đoạn cáp 4.2.2 Nguồn điện sét Nguồn điện sét mơ hình nguồn dòng lý tưởng biến thiên theo thời gian i(t) đấu song song với tổng trở sóng kênh sét ZS hình (4.12) Hình 4.12 Mơ hình nguồn điện sét 4.2.3 Hệ thống nối đất Tùy theo mục đích nghiên cứu lựa chọn mơ hình nối đất khác Ở đây, xem QĐA sét cảm ứng hệ thống cáp điện hệ thống PV nên toàn hệ thống nối đất mơ hình điện trở khơng đổi 4.3 MƠ PHỎNG VÀ TÍNH TỐN QĐA SÉT CHO HỆ THỐNG PV KHU KỸ THUẬT BỆNH VIỆN ĐA KHOA QUẢNG NAM 4.3.1 Tính tốn thơng số mơ hình cho nghiên cứu điện áp cảm ứng a Điện trở dây dẫn sét cáp điện b Điện cảm dây dẫn sét cáp điện c Điện dung dây dẫn sét cáp điện 16 Bảng 4.4 Bảng kết lựa chọn tính tốn thơng số mơ hình phần tử liên quan cho nghiên cứu QĐA sét cảm ứng hệ thống PV TT Tên thơng số I Nguồn phóng điện sét Dòng điện sét dạng hàm Ký Số liệu/Kết hiệu tính tốn i(t) Biên độ 25kA, Heidler ZS 400 Ω Dây dẫn sét R1 0,12 Ω Dây cáp điện R2 0,011 Ω Tổng trở kênh sét II Điện trở III dạng (8/20µs) Điện cảm Dây dẫn sét L1 2,8.10-5 mH Dây cáp điện L2 0,064 mH C11 0,016 µF R0 1, 2, 3, 5, 10 Ω IV Điện dung Giữa dây dẫn sét cáp điện V Hệ thống nối đất Điện trở nối đất 4.3.2 Mơ hình QĐA sét cảm ứng hệ thống pin lƣợng mặt trời Để đơn giản hóa chương trình ta xét mơ sau: 17 Hình 4.13 Mơ hình mơ ATP-EMTP a Mơ hình điện trở dây dẫn sét dây cáp điện b Mơ hình điện cảm dây dẫn sét dây cáp điện c Mơ hình điện dung dây dẫn sét cáp điện d Mơ hình nguồn điện 4.3.3 QĐA sét cảm ứng hệ thống pin lƣợng mặt trời a Dạng sóng mơ b Thực mô Các kết mô thống kê lại bảng 4.5: Bảng 4.5 Kết mô Điện cảm ứng lên hệ thống pin (kV) Qua cáp điện Điện trở nối đất tòa nhà 1Ω 2Ω 3Ω 5Ω 10Ω 21,24 38,5 54,4 84,4 142 18 160 Bien QDA (kV) 140 120 100 80 60 40 20 10 Tr i so dien t r o (O ) Hình 4.24 Biên độ cảm ứng QĐA sét cáp điện theo trị số điện trở nối đất Ta thấy trị số diện trở nối đất 10Ω biên độ điện áp cảm ứng lên hệ thống pin điện áp 142kV, trị số nối đất 1Ω biên độ điện áp cảm ứng lên hệ thống pin điện áp 21,24kV Hay nói cách khác, trị số điện trở nối đất giảm 10 lần QĐA cảm ứng lên hệ thống pin giảm lần Vì thế, để hạn chế mức QĐA sét nguy hiểm cách điện thiết bị nên thực nối đất với trị số nhỏ Qua đây, ta đặc biệt thấy trị số điện trở lớn 3Ω, biên độ QĐA sét cảm ứng tăng cao Điều cho ta thấy rằng, để đảm bảo an toàn cho phần tử - thiết bị hệ thống điện hệ thống pin nên thực hệ thống nối đất có trị số điện trở thấp 3Ω Đối với tòa nhà khu kỹ thuật Bệnh viện Đa khoa Quảng nam, qua đo đạc thực tế điện trở nối đất tòa nhà có trị số 3,91Ω nằm khỏi trị số an tồn ta nói 19 160 Bien QDA (kV) 140 120 100 80 67,3 60 40 20 3,91 10 Tr i so dien t r o (O ) Hình 4.25 Biên độ cảm ứng QĐA sét cáp điện theo trị số điện trở nối đất tòa nhà Ta nhận thấy, với trị số điện trở điện nguy hiểm xuất có biên độ lớn đường cáp điện 67,33kV Vậy lúc QĐA cảm ứng lên panel ghép nối tiếp điện áp 9,79kV, với panel ghép 68 cell lúc cảm ứng lên cell điện áp 141,4V 4.4 CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ NHẰM HẠN CHẾ QĐA SÉT CẢM ỨNG LÊN HỆ THỐNG PIN NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI 4.4.1 Tăng khoảng cách lắp đặt dây dẫn sét cáp điện hệ thống pin lƣợng mặt trời Ta tiến hành mô với khoảng cách thay đổi tăng lên thêm 0,5m lúc điện dung dây dẫn sét cáp điện có giá trị : C = 0,0156 (µF) 20 Hình 4.26 Phân bố điện cảm ứng lên đường cáp điện lắp đặt cách dây dẫn sét 3,5m Ta nhận thấy, điện dung thành phần cáp với dây dẫn sét giảm dần Điện nguy hiểm xuất có biên độ lớn đường cáp điện 67,19kV Vậy lúc QĐA cảm ứng lên panel ghép nối tiếp điện áp 9,59kV, với panel ghép 68 cell lúc cảm ứng lên điện áp 141,15V, ta thấy giá trị điện áp có giảm 4.4.2 Lắp đặt chống sét van (CSV) a Lựa chọn mơ hình b Mơ QĐA lắp đặt CSV bảo vệ Kết mơ dạng sóng điện cảm ứng sang đường cáp điện thể sau: 21 Hình 4.35 Phân bố điện cảm ứng lên đường cáp điện lắp đặt CSV Ta thấy có dòng xung sét lan truyền qua cáp điện gây điện áp hệ thống PV, lắp đặt CSV lúc hoạt động dẫn xung dòng điện cáp vào hệ thống nối đất làm cho QĐA sét cảm ứng hệ thống điện hệ thống PV suy giảm đáng kể Điện lớn không lắp đặt CSV 67,33kV, lắp đặt CSV điện tương ứng giảm xuống 781,6V Như mức suy giảm điện đường cáp điện lắp đặt CSV so với không lắp đặt CSV 86 lần Từ kết cho ta thấy, có lắp đặt CSV bảo vệ đảm bảo khả vận hành thiết bị với điện đặt lên pin giảm đáng kể với mức suy giảm điện cao đảm bảo khả khơng gây hư hỏng 4.5 KẾT LUẬN - Trình bày phương pháp mơ hình hóa hệ thống chống sét tòa nhà c ng đường cáp điện lắp đặt vào hệ thống PV mơ hình hóa phần tử khác liên quan cho nghiên cứu QĐA sét cảm ứng 22 hệ thống PV nguồn điện sét, CSV, hệ thống nối đất Trong đó, dây dẫn sét đường cáp điện mơ hình mạch điện tương đương với thông số rải - Trên sở phần mềm mơ phân tích q độ điện từ ATP-EMTP, làm rõ yếu tố ảnh hưởng đến QĐA sét cảm ứng hệ thống PV kể trị số điện trở nối đất Từ đề giải pháp nhằm hạn chế QĐA sét cảm ứng lan truyền : lắp đặt CSV, tăng khoảng cách lắp đặt đưpờng cáp với dây dẫn sét - Các mơ phỏng, tính tốn QĐA sét cảm ứng hệ thống PV cho thấy: + Nên thực nối đất với trị số điện trở nhỏ 3Ω để dễ dàng giảm mức QĐA sét xuống trị số an toàn cho hệ thống PV + Với việc lắp đặt với khoảng cách 3m thiết kế tác giả sử dụng thiết bị bảo vệ CSV giảm mức QĐA sét cảm ứng cách điện pin hệ thống hợp lý 23 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Hệ thống điện Việt Nam phát triển nhanh năm gần chưa thể đáp ứng nhu cầu ổn định thực tế lượng Bệnh viện Đa khoa Quảng Nam Trong bối cảnh nguồn lượng truyền thống dầu mỏ, than đá… ngày dần cạn kiệt, giá thành cao gây nhiểm mơi trường việc nghiên cứu sử dụng nguồn lượng tái tạo lượng mặt trời thiết thực cần thiết Tuy nhiên, việc sử dụng hệ thống pin quang điện (PV) để phát điện có số bất lợi phương diện bảo vệ chống sét, : Các hệ thống PV thường đặt tòa nhà nơi trống trải nên chúng dễ bị sét đánh, sét đánh vào hệ thống bảo vệ dòng điện sét dẫn qua dây dẫn sét xuống đất gây điện áp sét cảm ứng nguy hiểm cho phận hệ thống PV ảnh hưởng đến cách điện pin Vì vậy, luận văn tập trung nghiên cứu, tìm hiểu QĐA sét khả cảm ứng, lan truyền qua hệ thống nối đất lên thiết bị, nghiên cứu mô hình CSV đề xuất để từ có lựa chọn mơ hình để bảo vệ cho thiết bị Qua q trình nghiên có kết luận sau: Việt Nam khu vực độ ẩm cao, có mật độ hoạt động giơng sét lớn Vì vậy, thiệt hại tổn thất sét gây cơng trình lớn đặc biệt cơng trình có độ cao lớn đối tượng thu sét Vì vậy, cần phải thực biện pháp cần thiết để bảo vệ chống sét đánh cho cơng trình có thiết bị cách điện Mức độ thiệt hại tùy thuộc vào cường độ sét, vị trí sét đánh so 24 với cơng trình, đặc điểm cấu trúc cơng trình biện pháp bảo vệ chống sét cho cơng trình Khi sét đánh vào hệ thống thu sét, đường dẫn dòng sét qua dây dẫn sét thay đổi từ trường dòng điện sét điện trường điện dung dây dẫn sét đường cáp xuất QĐAsét cảm ứng gây nguy hiểm cho phần tử, thiết bị hệ thống PV Mơ hình mạch điện tương đương với thông số rải đường dẫn dòng điện sét qua dây dẫn sét luận văn cho phép tính tốn trị số QĐA sét cảm ứng thiết bị điện Bằng việc sử dụng phần mềm ATP-EMTP, tiến hành nghiên cứu, mô phỏng, xem xét ảnh hưởng trị số điện trở nối đất hệ thống Từ đưa giải pháp nhằm hạn chế QĐA sét cảm ứng lan truyền : tăng khoảng cách lắp đặt đường cáp điện đến dây dẫn sét kết hợp sử dụng thiết bị bảo vệ CSV Qua phân tích, đánh giá để rút kết luận nhằm giảm QĐA sét cảm ứng cho hệ thống pin hệ thống, góp phần nâng cao độ tin cậy vận hành an toàn cho phần tử KIẾN NGHỊ Từ kết nghiên cứu đề tài này, tác giả nhận thấy cần phải phát triển mở rộng phạm vi nghiên cứu như: - Mơ hình tính tốn QĐA sét cảm ứng dựa vào mơ hình điện trường đơn giản - Các mơ hình sử dụng mơ hình đơn giản mà chưa tính đến ảnh hưởng thành phần lân cận - Chưa nghiên cứu đến thành phần vị trí sét đánh, hình thức kết nối thiết bị để từ đề xuất vị trí lắp đặt CSV bảo vệ nhằm giảm thiểu mức độ ảnh hưởng điện áp sét đến thiết bị sử dụng ... KHOA QUẢNG NAM 2.1 GIỚI THIỆU KHU KỸ THUẬT BỆNH VIỆN ĐA KHOA QUẢNG NAM 2.2 TÍNH TỐN ĐẤU NỐI HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI CẤP ĐIỆN CHO KHU KỸ THUẬT BỆNH VIỆN ĐA KHOA QUẢNG NAM 2.2.1 Lựa chọn mơ hình hệ... sét v ng, khu vực để có biện pháp chống sét cho hiệu thích hợp CHƢƠNG TÍNH TỐN - THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI CẤP ĐIỆN NỐI LƢỚI CHO KHU KỸ THUẬT BỆNH VIỆN ĐA KHOA QUẢNG NAM 2.1 GIỚI... lý đó, nên tơi lựa chọn đề tài “Giải pháp bảo vệ chống sét cho hệ thống pin lượng mặt trời cho khu kỹ thuật Bệnh viện Đa Khoa Quảng Nam MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Nghiên cứu đưa giải pháp bảo vệ để