Xây dựng mô hình thiết bị chống quá áp do sét cho mạng hạ áp: luận văn thạc sĩ kỹ thuật điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG *** TRỊNH ANH TUẤN XÂY DỰNG MƠ HÌNH THIẾT BỊ CHỐNG QUÁ ÁP DO SÉT CHO MẠNG HẠ ÁP LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT ĐIỆN Đồng Nai – Năm 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG *** TRỊNH ANH TUẤN XÂY DỰNG MÔ HÌNH THIẾT BỊ CHỐNG QUÁ ÁP DO SÉT CHO MẠNG HẠ ÁP Chuyên ngành : Kỹ Thuật Điện Mã số: 8520201 Luận văn thạc sĩ Kỹ Thuật Điện NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS TS Quyền Huy Ánh Đồng Nai – Năm 2018 LỜI CẢM ƠN Sau hai năm học tập rèn luyện Trường Đại học Lạc Hồng, biết ơn kính trọng, Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, phòng, khoa Sau Đạ học thuộc Trường Đại học Lạc Hồng Giáo sư, P Giáo sư, Tiến sĩ nhiệt tình giảng dạy tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ Em suốt trình học tập làm Luận văn Đặc biệt, Em xin bày tỏ lòng biết ơn lời cảm ơn sâu sắc tới Thầy PGS.TS Quyền Huy Ánh, người Thầy trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ Em suốt trình thực đề tài Xin chân thành cảm ơn đến tất bạn bè, đồng nghiệp tạo điều kiện ủng hộ động viên Tôi khoảng thời gian Tôi học tập nghiên cứu Do điều kiện lực thân cịn hạn chế, Luận văn chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhận đóng góp ý kiến Thầy giáo hội đồng khoa học, bạn bè đồng nghiệp để Luận văn tơi hồn thiện Em xin trân trọng cảm ơn./ Đồng Nai, ngày 28 tháng 06 năm 2018 Người thực Trịnh Anh Tuấn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa sử dụng cho cơng trình nghiên cứu Mọi giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm ơn thông tin trích dẫn Luận văn rõ nguồn gốc rõ ràng phép công bố Đồng Nai, ngày 28 tháng 06 năm 2018 Người cam đoan TRỊNH ANH TUẤN TÓM TẮT Ngày nay, với cách mạng công nghiệp 4.0 phát triển ứng dụng rộng rãi toàn cầu, thiết bị Điện - Điện tử có mức cách điện xung áp thấp ngày sử dụng rộng rãi hệ thống cung cấp điện Chính vậy, việc tính tốn, lựa chọn biện pháp hợp lý bảo vệ áp sét cho thiết bị Điện Điện tử đường nguồn hạ áp cần đặc biệt quan tâm Luận văn sâu nghiên cứu xây dựng mơ hình thiết bị chống áp sét cho mạng hạ áp với nội dung sau: Tổng quan thiết bị bảo vệ áp sét cho mạng hạ áp; Thành lập mơ hình máy phát xung dịng tiêu chuẩn: 8/20µs, 10/350µs máy phát xung áp 1.2/50µs, 10/700µs mơi trường Matlab; Xây dựng mơ hình MOV hạ mơi trường Matlab với sai số điện áp bảo vệ thấp 3% so với liệu cung cấp nhà sản xuất Tạo lập phương trình đặc tuyến liên hệ điện áp bảo vệ theo điện áp ngưỡng dòng xung sét MOV hạ đơn khối đa khối thông dụng, nhằm tạo điều kiện tốt giúp cho người sử dụng xác định điện áp bảo vệ mà không cần tiến hành mô với sai số nằm phạm vi cho phép; Thành lập đặc tuyến liên hệ sai số điện áp ngưỡng hệ số dự trữ MOV đa khối, giúp xác định hệ số dự trữ số MOV mắc song song chế tạo thiết bị bảo vệ áp sét cho mạng hạ áp theo công nghệ MOV đa khối; Kết nghiên cứu thu tạo tiền đề nghiên cứu phát triển cao cung cấp thêm công cụ mô thuận tiện cho nhà nghiên cứu, giảng viên, sinh viên trường Đại học việc nghiên cứu đáp ứng thiết bị bảo vệ áp sét lan truyền mạng điện hạ áp MỤC LỤC Trang tựa Trang Lời cảm ơn Lời cam đoan Tóm tắt Mục lục Danh mục từ viết tắt Danh mục bảng biểu Danh mục hình Chương Giới thiệu tổng quát 1.1 Tổng quát chung 1.2 Giới thiệu thiết bị bảo vệ áp đường nguồn hạ áp 1.2.1 Khái quát 1.2.2 Sự xuất cura xung độ 1.2.3 Các trình độ mạng hạ áp 1.2.4 Những tượng độ tiêu biểu 1.2.5 Các kỹ thuật bảo vệ áp độ hệ thống mạng hạ áp 1.2.5.1 Kỹ thuật làm suy giảm độ, từ ngăn chặn lan truyền chúng mạch điện nhạy 1.2.5.2 Kỹ thuật làm chệch hướng độ khỏi thiết bị tải điện nhạy cảm từ giới hạn điện áp dư 1.2.6 Chọn thiết bị bảo vệ áp mạng hạ áp 1.3 Thiết bị biến trở oxit kim loại (MOV) 1.4 Lý thực đề tài 11 1.5 Các nghiên cứu có liên quan 12 1.6 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 13 1.7 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 13 1.8 Nội dung thực 13 1.9 Phương pháp thực 14 1.10 Nội dung đề tài 14 Chương Mơ hình máy phát xung tiêu chuẩn 15 2.1 Xung không chu kỳ tiêu chuẩn 15 2.2 Xây dựng mơ hình máy phát xung Matlab 19 Chương Tổng quan biến trở oxit kim loại (MOV) 26 3.1 Cấu tạo MOV 26 3.1.1 Khái quát chung 26 3.1.2 Cấu trúc MOV 27 3.2 Các đặc tính V - I MOV 29 3.3 Thời gian đáp ứng MOV 34 3.4 Tuổi thọ MOV 34 Chương Mơ hình thiết bị chống áp sét 35 4.1 Mơ hình biến trở oxit kim loại (MOV) matlab 35 4.1.1 Mơ hình MOV Matlab 35 4.1.2 Đề xuất mơ hình MOV hạ Matlab 38 4.1.2.1 Giới thiệu khối look-up Table Matlab 40 4.1.2.2 Xây dựng mơ hình MOV 40 4.1.2.3 Mô hình MOV hạ hồn chỉnh Matlab 42 4.1.3 Kiểm tra độ xác mơ hình MOV 46 4.1.4 Kết luận 49 4.2 MOV đơn khối đa khối 49 4.2.1 Vùng bảo vệ hệ thống chống sét lan truyền đường nguồn 49 4.2.2 Các MOV hạ thiết bị bảo vệ chống sét đường nguồn hạ áp 50 4.2.3 MOV đơn khối 51 4.2.3.1 Mô điện áp bảo vệ (Vr) MOV đơn khối 51 4.2.3.2 Nhận xét 62 4.2.5 MOV đa khối 62 4.2.5.1 Xây dựng hệ số dự trữ 62 4.2.5.2 Mô điện áp bảo vệ (Vr) MOV đa khối 78 Chương Kết luận 84 5.1 Kết luận 84 5.2 Hướng phát triển đề tài 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt ABB ANSI ATP AVX EMTP IEC IEEE LPI MOV P-N SAD SPD TDS TDX TOL TSG V-I Diễn giải Tập đồn đa quốc gia có trụ sở Thụy Sỹ Viện tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ Phần mềm mơ q trình q độ điện từ Tập đồn sản phẩm kết nối điện tử cơng nghiệp kết nối tồn cầu Phần mềm mơ q trình độ điện từ Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế Tổ chức danh giá cộng đồng khoa học kỹ thuật hàng đầu giới Hãng sản xuất thiết bị chống sét Úc Biến trở Oxit kim loại Tiếp giáp Diode bán dẫn Diode Thác-Silic Thiết bị chống sét Công nghệ phân biệt xung sét phương pháp tần số Công nghệ thông minh phân biệt xung sét áp khác tần số công nghiệp 50/60Hz Độ sai số Cơng nghệ khe hở phóng điện tự kích Quan hệ Điện áp - Dịng điện DANH MỤC BẢNG BIỂU BẢNG TRANG Bảng 1.1: Điện áp dịng điện q độ điển hình nhà Bảng 1.2: Các loại thiết bị bảo vệ áp độ Bảng 2.1: Bảng thông số hệ số xung dòng xung áp 18 Bảng 4.1: Thông số loại MOV hạ Siemens 47 Bảng 4.2: Tổng hợp điện áp bảo vệ mơ hình MOV hạ Siemens ứng với xung dòng 8/20s 48 Bảng 4.3: Thông số cho Catalogue loại MOV hạ (hãng AVX) 49 Bảng 4.4: Điện áp bảo vệ mơ hình MOV hạ hãng AVX với xung dòng 8/20s 50 Bảng 4.5: Dòng xung sét cực đại theo vùng bảo vệ mật độ sét 52 Bảng 4.6: Tổng hợp kết điện áp baro vệ mơ hình MOV đơn khối mơ với dịng xung 8/20µs với biên độ điện áp ngưỡng khác 55 Bảng 4.7: Tổng hợp phương trình quan hệ điện áp baro vệ (Vr) điện áp ngưỡng (Vn) MOV đơn khối 56 Bảng 4.8: Bảng tổng hợp thông số điện áp bảo vệ đặc tuyến vừa xây dựng so với Catalogue nhà sản xuất sai số 60 Bảng 4.9: Bảng tổng kết hệ số dự trữ MOV In=4.5kA mắc song song 78 Bảng 4.10: Tổng hợp thông số điện áp baro vệ tiến hành mô MOV đa khối Matlab 80 Bảng 4.11: Tổng hợp phương trình quan hệ điện áp bảo vệ theo điện áp ngưỡng xung sét MOV đa khối 81 75 I(A) I(A) Dịng qua (MOV 1÷15, TOL=+5%) 4500 7000 4000 6000 Dịng qua (MOV 16, TOL=-5%) 3500 5000 3000 4000 2500 2000 3000 1500 2000 1000 1000 500 0 -500 t(µs) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2x10-4 t(µs) -1000 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2x10-4 Hình 4.55 Dịng qua MOV 1÷15 16 sử dụng mười sáu MOV In=4.5kA, TOL = +5% &-5% với xung thử 70kA 8/20s V(v) I(A) 8x104 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 t(µs) -1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2x10 -4 t(µs) -200 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2x10-4 Hình 4.56 Dịng áp MOV hạ dùng hai mươi ba MOV In=4.5kA, TOL=+10% & -10% với xung thử 70kA 8/20s I(A) I(A) Dịng qua (MOV 1÷22, TOL=+10%) Dịng qua (MOV 23, TOL=-10%) 8000 3000 7000 2500 6000 2000 5000 1500 4000 3000 1000 2000 500 1000 0 t(µs) t(µs) -500 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2x10-4 -1000 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2x10-4 Hình 4.57 Dịng qua MOV 1÷22 23 sử dụng hai mươi ba MOV In=4.5kA, TOL=+10% &-10% với xung thử 70kA 8/20s 76 V(v) I(A) 1400 12x10 1200 10 1000 800 600 400 200 0 t(µs) -2 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2x10-4 t(µs) -200 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2x10-4 Hình 4.58 Dịng áp MOV hạ dùng hai mươi ba MOV In=4.5kA, TOL=+5% & -5% với xung thử 100kA 8/20s I(A) I(A) Dịng qua (MOV 1÷22, TOL=+10%) 4500 Dịng qua (MOV 23, TOL=-10%) 7000 4000 6000 3500 5000 3000 4000 2500 2000 3000 1500 2000 1000 1000 500 0 t(µs) t(µs) -500 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2x10-4 -1000 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2x10-4 Hình 4.59 Dịng qua MOV 1÷22 23 sử dụng hai mươi ba MOV In=4.5kA, TOL=+5% &-5% với xung thử 100kA 8/20s I(A) V(v) 12x104 1400 10 1200 1000 800 600 400 200 0 t(µs) -2 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2x10-4 t(µs) -200 0.2 0.4 0.6 0.8 Hình 4.60 Dịng áp MOV hạ dùng ba mươi hai MOV In=4.5kA, TOL= +10% & -10% với xung thử 100kA 8/20s 1.2x10-4 77 I(A) I(A) Dịng qua (MOV 1÷31, TOL=+10%) Dịng qua (MOV 32, TOL=-10%) 8000 3500 7000 3000 6000 2500 5000 2000 4000 1500 3000 1000 2000 500 1000 0 t(µs) -500 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2x10-4 t(µs) -1000 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2x10-4 Hình 4.61 Dịng qua MOV 1÷31 32 sử dụng ba mươi hai MOV In=4.5kA, TOL = +10% &-10% với xung thử 100kA 8/20s Giá trị điện áp bảo vệ hệ số dự trữ mơ hình MOV hạ đa khối ứng với trường hợp dịng xung 8/20s có biên độ khác thu kết tổng hợp Bảng 4.9 78 Bảng 4.9 Bảng tổng hợp hệ số dự trữ MOV In=4.5kA mắc song song Biên độ xung thử (kA) Sai số điện áp MOV (%) Số phần tử MOV Dòng xung qua MOV (kA) x MOV4.5kA +5 x MOV-4.5kA 3.088 -5 x MOV-4.5kA 4.926 x MOV4.5kA +10 x MOV-4.5kA 2x1.577 -10 x MOV-4.5kA 4.866 3x MOV4.5kA +5 x MOV-4.5kA 2x2.748 -5 x MOV-4.5kA 4.550 4xMOV4.5kA +10 x MOV-4.5kA 3x1.669 -10 x MOV-4.5kA 5.043 x MOV4.5kA +5 x MOV-4.5kA 3x3.300 -5 x MOV-4.5kA 5.218 x MOV4.5kA +10 x MOV-4.5kA 4x2.218 -10 x MOV-4.5kA 6.247 x MOV4.5kA +5 x MOV-4.5kA x 3.620 -5 x MOV-4.5kA 5.708 x MOV4.5kA +10 5x MOV-4.5kA x 2.645 -10 x MOV-4.5kA 6.967 6xMOV4.5kA +5 5xMOV-4.5kA 5x3.843 -5 1xMOV-4.5kA 6.047 7xMOV4.5kA +10 6xMOV-4.5kA 6x2.960 -10 1xMOV-4.5kA 7.500 9xMOV4.5kA +5 x MOV-4.5kA x 4.231 -5 x MOV-4.5kA 6.638 12xMOV4.5kA +10 11 x MOV-4.5kA 11x 2.993 -10 x MOV-4.5kA 7.555 16xMOV4.5kA +5 15 x MOV-4.5kA 15 x 4.281 -5 x MOV-4.5kA 6.715 23xMOV4.5kA +10 22 x MOV-4.5kA 22 x 3.016 -10 x MOV-4.5kA 7.593 +5 22 x MOV-4.5kA 22 x 4.492 -5 x MOV-4.5kA 7.037 +10 31 x MOV-4.5kA 31 x 3.025 -10 x MOV-4.5kA 7.608 Loại MOV 10 15 20 25 40 70 23 xMOV4.5kA 100 32xMOV4.5kA Điện áp dư MOV (V) Hệ số dự trữ 1017 1.125 961 1.68 997 1.35 969 1.8 1030 1.2 1012 1.5 1048 1.125 1039 1.35 1061 1.08 1058 1.26 1084 1.0125 1060 1.35 1087 1.03 1061 1.5 1099 1.035 1062 1.44 Ghi 79 Qua kết Bảng 4.9, xây dựng đặc tuyến liên hệ sai số điện áp ngưỡng hệ số dự trữ, nhờ người sử dụng xác định số MOV In=4.5kA cần mắc song song ứng với giá trị sai số điện áp ngưỡng khác 4.2.5.2 Mô điện áp bảo vệ (Vr) MOV đa khối Tiến hành mô MOV đa khối Matlab với dòng định mức: 4.5kA(2xMOV-4.5kA), 8kA(3xMOV-4.5kA), 25kA(7xMOV-4.5kA), 40kA(12xMOV-4.5kA), 70kA(23xMOV-4.5kA), 100kA(32xMOV-4.5kA), sai số điện áp TOL=10%, với điện áp ngưỡng: 275V, 320V giá trị điện áp ngưỡng thông dụng Qua xác định giá trị điện áp bảo vệ ứng với giá trị điện áp ngưỡng giá trị xung thử 8/20s có biên độ: 3kA, 5kA, 10kA, 15kA, 20kA, 25kA, 40kA, 50kA, 70kA 100kA, trình bày Bảng 4.10 Với giá trị điện áp bảo vệ qua kết vừa tìm được, sử dụng phương pháp sai số bình phương nhỏ công cụ cftool Matlab xây dựng phương trình đặc tính quan hệ điện áp bảo vệ theo điện áp ngưỡng dịng xung sét, trình bày Bảng 4.11 80 Bảng 4.10 Tổng hợp thông số điện áp bảo vệ tiến hành mô MOV đa khối Matlap InMOV (kA) Vdƣ (V) 4.5kA V3kA(V) V3kA(V) V5kA(V) V8kA(V) V3kA(V) V5kA(V) V10kA(V) V15kA(V) V20kA(V) V25kA(V) V3kA(V) V5kA(V) V10kA(V) V15kA(V) V20kA(V) V25kA(V) V40kA(V) V3kA(V) V5kA(V) V10kA(V) V15kA(V) V20kA(V) V25kA(V) V40kA(V) V50kA(V) V70kA(V) V3kA(V) V5kA(V) V10kA(V) V15kA(V) V20kA(V) V25kA(V) V40kA(V) V50kA(V) V70kA(V) V100kA(V) 8kA 25kA 40kA 70kA 100kA Vngƣỡng (V) 275 838 779 835 906 705 739 801 844 880 909 672 699 740 777 802 825 878 634 658 689 705 722 737 770 789 817 597 618 641 659 668 679 709 722 749 775 320 990 922 988 1074 835 877 952 1004 1048 1083 794 826 874 916 945 971 1032 750 779 815 835 854 873 912 935 968 708 732 760 780 793 806 841 857 888 920 81 Bảng 4.11 Tổng hợp phương trình quan hệ điện áp bảo vệ theo điện áp ngưỡng xung sét MOV đa khối InMOV (kA) Biên độ xung thử (kA) Phƣơng trình liên hệ Vdƣ Vngƣỡng MOV đa khối Hệ số tƣơng quan (r) 4.5kA 3kA (Cat A) 3kA (Cat A) 5kA 8kA 3kA (Cat A) 5kA 10kA 15kA 20kA (Cat C) 25kA 3kA (Cat A) 5kA 10kA 15kA 20kA (Cat C) 25kA 40kA 3kA (Cat A) 5kA 10kA 15kA 20kA (Cat C) 25kA 40kA 50kA 70kA (Cat D) 3kA (Cat A) 5kA 10kA 15kA 20kA (Cat C) 25kA 40kA 50kA 70kA (Cat D) 100kA Vdư = 3.378Vngưỡng - 90.89 Vdư = 3.178Vngưỡng - 94.89 Vdư = 3.4Vngưỡng – 100 Vdư = 3.733Vngưỡng – 120.7 Vdư = 2.889Vngưỡng – 89.44 Vdư = 3.067Vngưỡng – 104.3 Vdư = 3.356Vngưỡng – 121.8 Vdư = 3.556Vngưỡng – 133.8 Vdư = 3.733Vngưỡng – 146.7 Vdư = 3.867Vngưỡng – 154.3 Vdư = 2.711Vngưỡng – 73.56 Vdư = 2.822Vngưỡng – 77.11 Vdư = 2.978Vngưỡng – 78.89 Vdư = 3.089Vngưỡng – 72.44 Vdư = 3.178Vngưỡng – 71.89 Vdư = 3.244Vngưỡng – 67.22 Vdư = 3.422Vngưỡng – 63.11 Vdư = 2.578Vngưỡng – 74.89 Vdư = 2.689Vngưỡng – 81.44 Vdư = 2.8Vngưỡng – 81 Vdư = 2.889Vngưỡng – 89.44 Vdư = 2.933Vngưỡng – 84.67 Vdư = 3.022Vngưỡng – 94.11 Vdư = 3.156Vngưỡng – 97.78 Vdư = 3.244Vngưỡng – 103.2 Vdư = 3.356Vngưỡng – 105.8 Vdư = 2.467Vngưỡng – 81.33 Vdư = 2.533Vngưỡng – 78.67 Vdư = 2.644Vngưỡng – 86.22 Vdư = 2.689Vngưỡng – 80.44 Vdư = 2.778Vngưỡng – 95.89 Vdư = 2.822Vngưỡng – 97.11 Vdư = 2.933Vngưỡng – 97.67 Vdư = 3Vngưỡng – 103 Vdư = 3.089Vngưỡng – 100.4 Vdư = 3.222Vngưỡng – 111.1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 8kA 25kA 40kA 70kA 100kA 82 Từ giá trị điện áp bảo vệ vừa tìm Bảng 4.11, xây dựng đặc tuyến quan hệ điện áp bảo vệ theo điện áp ngưỡng dòng xung sét MOV đa khối thông dụng, với điện áp ngưỡng: 275Vrms 320Vrms, TOL = ±10% Quan hệ điện áp dư điện áp ngưỡng MOV đa khối (MOV-4.5kA) 980 Điến áp dư Vr(V) 960 940 920 900 3kA 880 860 840 275 280 285 290 295 300 305 310 315 320 Điện áp ngưỡng Vn(V) Hình 4.62 Đường đặc tính Vr-Vn MOV đa khối In=4.5kA (2 x MOV-4.5kA) Quan hệ điện áp dư điện áp ngưỡng MOV đa khối (MOV-4.5kA) 1100 Điến áp dư Vr(V) 1050 1000 950 900 8kA 850 5kA 800 750 275 3kA 280 285 290 295 300 305 310 315 320 Điện áp ngưỡng Vn(V) Hình 4.63 Đường đặc tính Vr-Vn MOV đa khối In=8kA (3 x MOV-4.5kA) 83 Quan hệ điện áp dư điện áp ngưỡng MOV đa khối (MOV-25kA) 1100 25kA 1050 Điến áp dư Vr(V) 1000 20kA 950 15kA 900 10kA 850 800 5kA 750 3kA 700 275 280 285 290 295 300 305 310 315 320 Điện áp ngưỡng Vn(V) Hình 4.64 Đường đặc tính Vr-Vn MOV đa khối In=25kA (7 x MOV-4.5kA) Quan hệ điện áp dư điện áp ngưỡng MOV đa khối (MOV-40kA) 1050 1000 40kA Điến áp dư Vr(V) 950 900 850 800 25kA 750 700 3kA 650 275 280 285 290 295 10kA 5kA 300 305 20kA 15kA 310 315 Điện áp ngưỡng Vn(V) Hình 4.65 Đường đặc tính Vr-Vn MOV đa khối In=40kA (12 x MOV-4.5kA) 320 84 Quan hệ điện áp dư điện áp ngưỡng MOV đa khối (MOV-70kA) 1000 70kA 950 50kA Điến áp dư Vr(V) 900 850 800 750 700 40kA 650 3kA 600 275 280 285 290 5kA 295 20kA 15kA 10kA 300 305 25kA 310 315 320 Điện áp ngưỡng Vn(V) Hình 4.66 Đường đặc tính Vr-Vn MOV đa khối In=70kA (23 x MOV-4.5kA) Quan hệ điện áp dư điện áp ngưỡng MOV đa khối (MOV-100kA) 950 100kA 900 70kA Điến áp dư Vr(V) 850 800 750 700 650 50kA 600 3kA 550 275 280 285 5kA 290 10kA 15kA 295 20kA 25kA 300 305 40kA 310 Điện áp ngưỡng Vn(V) Hình 4.67 Đường đặc tính Vr-Vn MOV đa khối In=100kA (32 x MOV-4.5kA) 315 320 85 CHƯƠNG KẾT LUẬN 5.1 Kết Luận Luận văn sâu vào trọng tâm nghiên cứu xây dựng mơ hình thiết bị chống áp sét cho mạng hạ áp chế tạo theo công nghệ MOV đơn khối MOV đa khối với nội dung bao gồm: Tổng quan thiết bị bảo vệ áp sét đường nguồn hạ áp; Xây dựng mơ hình máy phát xung dịng tiêu chuẩn 8/20µs, 10/350µs máy phát xung áp 1.2/50µs, 10/700µs có độ xác thỏa yêu cầu theo tiêu chuẩn hành; Xây dựng mơ hình thiết bị chống q áp sét mơ hình MOV hạ đơn khối có sai số điện áp bảo vệ thấp giá trị cho phép (sai số điện áp bảo vệ mơ hình MOV đề xuất so với liệu cung cấp nhà sản xuất có giá trị tối đa 2.6%, thấp mức cho phép 10%) Ngồi ra, mơ hình MOV đề xuất xây dựng mơi trường Matlab có giao diện thân thiện, dễ sử dụng; Thiết lập phương trình quan hệ điện áp bảo vệ theo điện áp ngưỡng dòng xung sét Điều cho phép người sử dụng nhanh chóng xác định điện áp bảo vệ MOV tiêu chuẩn theo biên độ dòng sét mà khơng cần tiến hành mơ với độ xác nằm phạm vi cho phép; Xây dựng đặc tuyến quan hệ sai số điện áp ngưỡng hệ số dự trữ MOV đa khối sử dụng nhiều MOV đơn khối mắc song song cấu hình thiết bị chống áp sét cho mạng hạ áp khác nhau, nhằm đảm bảo khả tản sét tuổi thọ theo yêu cầu Trong điều kiện thiếu phịng thí nghiệm nước ta nay, với kết nghiên cứu thu được, tài liệu tham khảo công cụ mở hướng mơ 86 hữu ích cho giảng viên, sinh viên trường đại học, nhà nghiên cứu nghiên cứu đáp ứng thiết bị chống áp sét đường nguồn hạ áp 5.2 Hướng phát triển đề tài Luận văn tiếp tục nghiên cứu phát triển theo hướng lập mô hình thiết bị bảo vệ chống áp sét lan truyền mạng hạ áp chế tạo theo công nghệ khác như: TDS, TSG, TDX, TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCN 68 – 140: 1995 Chống áp, dòng để bảo vệ đường dây thiết bị thông tin [2] Quyền Huy Ánh, “Bảo vệ chống sét lan truyền đường cấp nguồn tín hiệu”, Tạp Chí Phát Triển Khoa Học & Cơng Nghệ, Số 4-5, 1999 [3] Võ Tiến Dũng, Trần Duy Trinh, Võ Tiến Trung, Vũ Anh Tuấn “Mơ hình hóa mô chống sét van sử dụng phần phềm EMTP” Tạp chí khoa học Yersin [4] Nguyễn Đức Tường, Trần Văn Tớp “ Hạn chế điện áp thao tác cho đường dây tải điện cao áp chống sét van đường dây” Tạp chí khoa học & cơng nghệ trường Đại học kỹ thuật [5] Quyền Huy Ánh, “Thiết bị chống sét lan truyền đường cấp nguồn”, Tạp Chí Bưu Viễn Thơng [6] Nguyễn Hồng Minh “Nghiên cứu lập mơ hình mơ thiết bị chống sét lan truyền đường nguồn hạ áp”, Luận văn Thạc sỹ [7] Đỗ Quang Đạo “Nghiên cứu mô ảnh hưởng áp sét đường nguồn hạ áp” Luận văn Thạc sỹ [8] Nguyễn Cao Cường “Nghiên cứu lập mơ hình mơ hệ thống bảo vệ điện áp đường nguồn hạ áp” Luận văn Thạc sĩ [9] Littelfuse Varistors - Basic properties terminology and theory – AN9767.11999 [10] Francois D Martzloff and Thomas F Leedy National Institute of Standards and Technology, “Selecting varistor clamping voltage: lower is not better!” Reprinted with permission from proceeding, 1989 Zurich Symposium [11] Manfrad Holzer, Willi Zapsky “Simulation varistor with Pspice” [12] Jinliang He, Senior Member, IEEE, Shuiming Chen, Senior Member, IEEE, Rong Zeng, Member, IEEE, Xidong Liang, Zhicheng Gaun, Se-Won Han and Han- Goo Cho, “Electrical paramater statistic analysis anh paralell coordination of Zno varistors in low-voltage protection devices” IEEE Transactions on Power Delivery Vol 20, No 1; January 2005 [13] Quyền Huy Ánh, “Thiết bị chống sét lan truyền đường cấp nguồn theo cơng nghệ TDS”, Tạp Chí Bưu Viễn Thông, Số 5, 1999 [14] Quyền Huy Ánh, “Chỉ tiêu đánh giá thiết bị chống xung áp”, Tập san Sư Phạm Kỹ Thuật số 11, 9/2000 [15] Alan Chiste, C.E.T, Product Manager and James Funke, P.E Chief Engineer Eaton’s Culter-Hammer Calgary, AB, Canada, “Electronic systems protection via advanced surge protective devices” [16] Yuanfang Wen, Xianglian Yan, Xiaoyu Yi, and Chengke Zhou “Investigation into the equivalent circuit of MOV and the determination of its parameters” IEEE Transactions On Power Delivery, Vol 19, No.3; July 2004 [17] D Bonnell – 1995, “Physiscal Property of Ceramic _ Zinc Oxide Varistor” [18] Sources of voltage surges [19] Metal Oxide Varistors protective levels, current and energy ratings of parallel varistors [20] Marvin W.Smith, Michael D McCormick “Trainsient Voltage Suppression manual”, Third Edition – General Electric Company –1982, USA [21] Motorola Trainsient Voltage Suppressors /Zener device Data [22] AVX A Kyocera Group Company Siemens Matsushita Components – Metal OxideVaristor – Data Book-1997 “Zinc oxide varistor” [23] IEEE W.G 3.4.11 Modeling of metal oxide surge arrester – IEEE 1992 [24] P Pinceti, M Giannettoni “A simplified model for zinc oxid surge arrester”, IEEE-1999 [25] How to select the best value surge & transeint protection for your mains equiment, Warwich Beech - Erico Lighting Technologies Ltd [26] Surge Protection Products – Erico Lighting Technologies Ltd [27] Transeint voltage suppressor diodes – Semitron Company [28] GLT overview of surge arrester co-ordination for lighting protection of low voltage power circuit –Global Lighting Technologies Ltd [29] Phisical properties of zinc oxide varistors, ABB Power Technology Products [30] Roy B.Carpenter, Dr Yinggang Tu “The secondary effects of lighting activity”, Lighting Eliminators and Consultants, USA [31] Marcus O Durham, Karen D Durham, Robert A Durham “Transeint voltage surge suppression design and correlation”, Member IEEE [32] Technical Note –TNCR 001,002, …, 0015 - Erico Lighting Technologies Ltd [33] AS 1768-1991 NZS/AS 1768-1991 Lightning Protection – Australian Standard – New Zealand Standard [34] ANSI/IEEE C62.41 –1991 Recommended Practice on Surge Voltages in Low - Voltage Ac Power Circuits [35] CEI/IEC 61643:1998 - 02 Norme Internationale - International Standard surge protective devices connected to low-voltage power distribution systems – Part 1: Performance requirements and testing method ... HỌC LẠC HỒNG *** TRỊNH ANH TUẤN XÂY DỰNG MƠ HÌNH THIẾT BỊ CHỐNG QUÁ ÁP DO SÉT CHO MẠNG HẠ ÁP Chuyên ngành : Kỹ Thuật Điện Mã số: 8520201 Luận văn thạc sĩ Kỹ Thuật Điện NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC... chọn biện pháp hợp lý bảo vệ áp sét cho thiết bị Điện Điện tử đường nguồn hạ áp cần đặc biệt quan tâm Luận văn sâu nghiên cứu xây dựng mơ hình thiết bị chống q áp sét cho mạng hạ áp với nội dung... bảo vệ áp sét cho mạng hạ áp chế tạo theo công nghệ MOV đa khối chưa nghiên cứu Vì vậy, luận văn cần tiếp tục nghiên cứu xây dựng mơ hình tiến hành mô thiết bị bảo vệ áp sét cho mạng hạ áp chế