Tính toán đáp ứng quá độ sét trên hệ thống bảo vệ chống sét của trạm biến áp cao áp

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA VŨ ĐỨC QUANG TÍNH TỐN ĐÁP ỨNG Q ĐỘ SÉT TRÊN HỆ THỐNG BẢO VỆ CHỐNG SÉT CỦA TRẠM BIẾN ÁP CAO ÁP Chuyên ngành: Thiết bị, mạng nhà máy điện LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2011 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : TS VŨ PHAN TÚ Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP HCM ngày tháng năm Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc -oOo - Tp.HCM, ngày 30 tháng 08 năm 2010 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: VŨ ĐỨC QUANG Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 07-07-1985 Nơi sinh: Tây Ninh Chuyên ngành: Thiết bị, mạng & nhà máy điện MSHV: 09180950 1- TÊN ĐỀ TÀI: TÍNH TỐN ĐÁP ỨNG Q ĐỘ SÉT TRÊN HỆ THỐNG BẢO VỆ CHỐNG SÉT CỦA TRẠM BIẾN ÁP CAO ÁP 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: a Nghiên cứu phương pháp số Runge – Kutta b Nghiên cứu trình độ hệ thống chống sét c Áp dụng phương pháp Runge – Kutta vào mơ hình đường dây truyền tải để viết chương trình mơ đáp ứng q độ hệ thống chống sét d Khảo sát ảnh hưởng cấu hình lưới chống sét, dây dẫn sét lưới nối đất tượng độ hệ thống chống sét chương trình viết 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Ngày 30 tháng 08 năm 2010 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: Ngày 04 tháng 07 năm 2011 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS VŨ PHAN TÚ Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thơng qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MƠN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH LỜI CẢM ƠN Trước hết, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Vũ Phan Tú, người thầy tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện tốt cung cấp cho tơi nhiều tài liệu q giá giúp tơi hồn thành luận văn Đồng thời, xin cảm ơn ThS Nguyễn Nhật Nam hỗ trợ cho nhiều suốt thời gian Bên cạnh đó, tơi cảm ơn đến thầy cơ, bạn sinh viên làm việc học tập Bộ mơn Hệ thống điện nhiệt tình trao đổi, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm để tơi hồn thành luận văn tốt Cuối cùng, tơi muốn nói lời cảm ơn đến cha, mẹ, chị em, vợ gái động viên chỗ dựa vững tinh thần vật chất, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi học tập hồn thành chương trình cao học Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2011 Vũ Đức Quang TÓM TẮT LUẬN VĂN Q điện áp khí (phóng điện sét) tượng thiên nhiên gây thiệt hại lớn khơng cho tính mạng mà cịn cho cơng trình người, đặc biệt hệ thống điện (đường dây, nhà máy, trạm biến áp, ) Để bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho hệ thống điện cơng trình nói chung, hệ thống bảo vệ chống sét đánh trực tiếp nghiên cứu xây dựng Do vậy, việc khảo sát trình độ xảy hệ thống bảo vệ chống sét đánh trực tiếp nhu cầu thực tiễn Từ đó, luận văn với tên đề tài: “TÍNH TỐN ĐÁP ỨNG Q ĐỘ SÉT TRÊN HỆ THỐNG BẢO VỆ CHỐNG SÉT CỦA TRẠM BIẾN ÁP CAO ÁP” tính tốn khảo sát giá trị đáp ứng độ sét thiết kế hệ thống bảo vệ chống sét đánh trực tiếp trạm biến áp cao áp Nội dung luận văn gồm có phần: Chương 1: Giới thiệu vấn đề Chương 2: Tìm hiểu phương pháp Runge – Kutta số ví dụ ứng dụng Chương 3: Lựa chọn phương pháp mô hình hóa cách thức mơ q trình q độ sét hệ thống bảo vệ chống sét đánh trực tiếp Chương 4: Trình bày kết mơ lưới chống sét đơn giản so sánh đánh giá kết tính tốn mơ với phần mềm EMTP Từ áp dụng mơ lên lưới chống sét trạm biến áp cao áp thực tế trạm 220kV Lạng Sơn trạm 500kV Cầu Bơng với dịng sét đánh vào vị trí góc lưới, cạnh lưới tâm lưới để đưa trường hợp nguy hiểm Chương 5: Trình bày kết độ sét có biện pháp hạn chế thiết kế thêm cọc nối đất trường hợp chương Chương 6: Đánh giá kết luận văn hướng phát triển Luận văn thạc sĩ MỤC LỤC NỘI DUNG DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU U Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.2 NHỮNG ĐIỂM CHÍNH CỦA LUẬN VĂN Chương 2: PHƯƠNG PHÁP RUNGE-KUTTA 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG 2.2 NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA PHƯƠNG PHÁP RUNGE-KUTTA 11 2.3 PHÂN TÍCH MỘT SỐ MẠCH ĐIỆN CƠ BẢN BẰNG PHƯƠNG PHÁP RUNGE-KUTTA 16 2.4 KẾT LUẬN 22 Chương 3: MƠ HÌNH MƠ PHỎNG 23 3.1 PHƯƠNG PHÁP MƠ HÌNH HĨA HỆ THỐNG CHỐNG SÉT 23 3.2 TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG QUÁ ĐỘ TRONG HỆ THỐNG CHỐNG SÉT 26 3.3 CÁC GIẢ ĐỊNH SỬ DỤNG TRONG MÔ PHỎNG 28 3.4 MƠ HÌNH THƠNG SỐ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT 28 3.5 GIẢI THUẬT 34 Chương 4: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 37 4.1 MƠ HÌNH LƯỚI CHỐNG SÉT ĐƠN GIẢN 1x1 37 4.2 MƠ HÌNH HỆ THỐNG CHỐNG SÉT CỦA TRẠM BIẾN ÁP 220KV LẠNG SƠN 46 4.3 MƠ HÌNH HỆ THỐNG CHỐNG SÉT CỦA TRẠM BIẾN ÁP 500KV CẦU BÔNG 55 Chương 5: KHẢO SÁT KHI CÓ CỌC NỐI ĐẤT 63 5.1 KẾT QUẢ KHẢO SÁT MÔ HÌNH HỆ THỐNG CHỐNG SÉT CỦA TRẠM BIẾN ÁP 220KV LẠNG SƠN KHI CÓ CỌC NỐI ĐẤT 63 5.2 KẾT QUẢ KHẢO SÁT MÔ HÌNH HỆ THỐNG CHỐNG SÉT CỦA TRẠM BIẾN ÁP 500KV CẦU BƠNG KHI CĨ CỌC NỐI ĐẤT 66 Trang Luận văn thạc sĩ 5.3 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 68 Chương 6: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 70 6.1 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ CỦA ĐỀ TÀI 70 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 Trang Luận văn thạc sĩ DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ  Hình 2.1: Phương pháp Euler Hình 2.2: Mạch cấp RL Hình 2.3: Kết độ mạch cấp RL Hình 2.4: Kết độ mạch cấp RL nguồn cấp dạng xung vng Hình 2.5: Mạch cấp RC Hình 2.6: Kết phân tích mạch cấp RC Hình 2.7: Kết phân tích mạch cấp RC nguồn áp có dạng xung vng Hình 2.8: Mạch cấp hai RLC Hình 2.9: Kết phân tích mạch cấp hai RLC Hình 2.10: Kết phân tích mạch cấp hai RLC với nguồn áp dạng xung vng Hình 3.1: Mơ hình dạng hàm mũ dịng sét Hình 3.2: Mơ hình dạng hàm mũ điện áp sét Hình 3.3: Mơ hình đường dây truyền tải đồng với thơng số rải R, L, G, C Hình 3.4: Mối ghép dạng L Hình 3.5: Mối ghép dạng T Hình 3.6: Mối ghép dạng + Hình 3.7: Mối ghép dạng tia Hình 3.8: Mơ hình lưới chống sét Hình 4.1: Lưới chống sét đơn giản 1x1 Hình 4.2: Điện áp độ sét vị trí đầu vào dịng sét vị trí số lưới chống sét 1x1 mô phương pháp Runge – Kutta Hình 4.3: Điện áp q độ sét vị trí đầu vào dịng sét vị trí số lưới chống sét 1x1 mô phần mềm EMTP Hình 4.4: Điện áp độ sét vị trí lưới chống sét 1x1 mơ phương pháp Runge - Kutta Hình 4.5: Điện áp độ sét vị trí lưới chống sét 1x1 mơ phần mềm EMTP Hình 4.6: Dịng điện độ sét vị trí dây dẫn sét mô phương pháp Runge – Kutta Hình 4.7: Dịng điện q độ sét vị trí dây dẫn sét mơ phần mềm EMTP Hình 4.8: Điện áp độ sét vị trí chân cột bị sét đánh vị trí số lưới nối đất 2x2 mô phương pháp Runge – Kutta Hình 4.9: Điện áp độ sét vị trí chân cột bị sét đánh vị trí số lưới nối đất 2x2 mơ phần mềm EMTP Trang Luận văn thạc sĩ Hình 4.10: Điện áp độ sét vị trí lưới nối đất 2x2 mơ phương pháp Runge – Kutta Hình 4.11: Điện áp độ sét vị trí lưới nối đất 2x2 mơ phần mềm EMTP Hình 4.12: Lưới chống sét trạm biến áp 220kV Lạng Sơn Hình 4.13: Điện áp độ sét vị trí đầu vào dịng sét vị trí số lưới chống sét trạm biến áp 220kV Lạng Sơn Hình 4.14: Điện áp độ sét vị trí 2, 6, 8, 15 lưới chống sét trạm biến áp 220kV Lạng Sơn sét đánh vào góc lưới Hình 4.15: Dịng điện q độ sét vị trí dây dẫn sét 1-16, 2-18, 6-43, 8-47, 1578 trạm biến áp 220kV Lạng Sơn sét đánh vào góc lưới Hình 4.16: Điện áp q độ sét vị trí chân cột bị sét đánh vị trí số 16 lưới nối đất trạm biến áp 220kV Lạng Sơn sét đánh vào góc lưới Hình 4.17: Điện áp độ sét vị trí 16, 18, 43, 47, 78 lưới nối đất trạm biến áp 220kV Lạng Sơn sét đánh vào góc lưới Hình 4.18: Điện áp q độ sét vị trí đầu vào dịng sét vị trí số lưới chống sét trạm biến áp 220kV Lạng Sơn Hình 4.19: Điện áp độ sét vị trí 2, 1, 8, 15 lưới chống sét trạm biến áp 220kV Lạng Sơn sét đánh vào cạnh lưới Hình 4.20: Dịng điện độ sét vị trí dây dẫn sét 3-20, 2-18, 1-16, 8-47, 1578 trạm biến áp 220kV Lạng Sơn sét đánh vào cạnh lưới Hình 4.21: Điện áp độ sét vị trí 16, 18, 43, 47, 78 lưới nối đất trạm biến áp 220kV Lạng Sơn sét đánh vào cạnh lưới Hình 4.22: Điện áp độ sét vị trí đầu vào dịng sét vị trí số lưới chống sét trạm biến áp 220kV Lạng Sơn Hình 4.23: Điện áp độ sét vị trí 3, 2, 9, 15 lưới chống sét trạm biến áp 220kV Lạng Sơn sét đánh vào tâm lưới Hình 4.24: Dịng điện độ sét vị trí dây dẫn sét 8-47, 3-20, 2-18, 9-49, 1578 trạm biến áp 220kV Lạng Sơn sét đánh vào tâm lưới Hình 4.25: Điện áp độ sét vị trí 47, 20, 18, 49, 78 lưới nối đất trạm biến áp 220kV Lạng Sơn sét đánh vào tâm lưới Hình 4.26: Bản vẽ hệ thống chống sét đánh trực tiếp trạm biến áp 500kV Cầu Bông Hình 4.27: Lưới chống sét trạm biến áp 500kV Cầu Bơng Hình 4.28: Điện áp q độ sét vị trí đầu vào dịng sét trạm biến áp 500kV Cầu Bơng sét đánh vào góc lưới Hình 4.29: Dịng điện q độ sét tại vị trí đầu vào dòng sét trạm biến áp 500kV Cầu Bơng sét đánh vào góc lưới Hình 4.30: Điện áp độ sét vị trí chân cột bị sét đánh lưới nối đất trạm biến áp 500kV Cầu Bơng sét đánh vào góc lưới Trang Luận văn thạc sĩ Hình 4.31: Điện áp q độ sét vị trí đầu vào dịng sét trạm biến áp 500kV Cầu Bông sét đánh vào cạnh lưới Hình 4.32: Dịng điện q độ sét tại vị trí đầu vào dịng sét trạm biến áp 500kV Cầu Bông sét đánh vào cạnh lưới Hình 4.33: Điện áp độ sét vị trí chân cột bị sét đánh lưới nối đất trạm biến áp 500kV Cầu Bông sét đánh vào cạnh lưới Hình 4.34: Điện áp độ sét vị trí đầu vào dịng sét trạm biến áp 500kV Cầu Bông sét đánh vào tâm lưới Hình 4.35: Dịng điện q độ sét tại vị trí đầu vào dịng sét trạm biến áp 500kV Cầu Bông sét đánh vào tâm lưới Hình 4.36: Điện áp độ sét vị trí chân cột bị sét đánh lưới nối đất trạm biến áp 500kV Cầu Bông sét đánh vào tâm lưới Hình 5.1: Lưới chống sét trạm biến áp 220kV Lạng Sơn có cọc nối đất Hình 5.2: Điện áp q độ sét vị trí đầu vào dòng sét trạm biến áp 220kV Lạng Sơn sét đánh vào góc lưới trường hợp có cọc nối đất Hình 5.3: Dịng điện q độ sét tại vị trí đầu vào dịng sét trạm biến áp 220kV Lạng Sơn sét đánh vào góc lưới trường hợp có cọc nối đất Hình 5.4: Điện áp độ sét vị trí chân cột bị sét đánh lưới nối đất trạm 220kV Lạng Sơn sét đánh vào góc lưới trường hợp có cọc nối đất Hình 5.5: Lưới chống sét trạm biến áp 500kV Cầu Bơng có cọc nối đất Hình 5.6: Điện áp độ sét vị trí đầu vào dịng sét trạm biến áp 500kV Cầu Bơng sét đánh vào góc lưới trường hợp có cọc nối đất Hình 5.7: Dịng điện q độ sét tại vị trí đầu vào dịng sét trạm biến áp 500kV Cầu Bông sét đánh vào góc lưới trường hợp có cọc nối đất Hình 5.8: Điện áp q độ sét vị trí chân cột bị sét đánh lưới nối đất trạm 500kV Cầu Bơng sét đánh vào góc lưới trường hợp có cọc nối đất Trang Luận văn thạc sĩ 20 x 10 15 u (V) 10 -5 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 t (s) 0.6 0.7 0.8 0.9 -5 x 10 Hình 4.31: Điện áp độ sét vị trí đầu vào dòng sét trạm biến áp 500kV Cầu Bông sét đánh vào cạnh lưới 2.5 x 10 i (A) 1.5 0.5 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 t (s) 0.6 0.7 0.8 0.9 -5 x 10 Hình 4.32: Dịng điện q độ sét tại vị trí đầu vào dịng sét trạm biến áp 500kV Cầu Bông sét đánh vào cạnh lưới Trang 59 Luận văn thạc sĩ x 10 14 12 10 u (V) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 t (s) 0.6 0.7 0.8 0.9 -5 x 10 Hình 4.33: Điện áp độ sét vị trí chân cột bị sét đánh lưới nối đất trạm biến áp 500kV Cầu Bông sét đánh vào cạnh lưới 16 x 10 14 12 10 u (V) -2 -4 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 t (s) 0.6 0.7 0.8 0.9 -5 x 10 Hình 4.34: Điện áp độ sét vị trí đầu vào dịng sét trạm biến áp 500kV Cầu Bông sét đánh vào tâm lưới Trang 60 Luận văn thạc sĩ x 10 1.8 1.6 1.4 i (A) 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 t (s) 0.6 0.7 0.8 0.9 -5 x 10 Hình 4.35: Dịng điện q độ sét tại vị trí đầu vào dòng sét trạm biến áp 500kV Cầu Bông sét đánh vào tâm lưới 15 x 10 u (V) 10 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 t (s) 0.6 0.7 0.8 0.9 -5 x 10 Hình 4.36: Điện áp độ sét vị trí chân cột bị sét đánh lưới nối đất trạm biến áp 500kV Cầu Bông sét đánh vào tâm lưới Trang 61 Luận văn thạc sĩ Bảng tổng hợp kết quả: Giá trị độ đỉnh Sét đánh vào góc lưới Sét đánh vào cạnh lưới Sét đánh vào tâm lưới Điện áp vị trí sét đánh lưới chống sét (kV) 2370 1752 1423 Dịng điện dây dẫn sét vị trí cột bị sét đánh (kA) 32.7 23.7 18.6 Điện áp vị trí sét đánh lưới nối đất (kV) 118.1 134.1 142 Bảng 4.3: Tổng hợp kết mô hệ thống chống sét đánh trực tiếp vào vị trí góc, cạnh tâm lưới chống sét trạm biến áp 500kV Cầu Bông Tương tự mô trạm biến áp 220kV Lạng Sơn, mô trạm biến áp 500kV Cầu Bông, trường hợp nguy hiểm sét đánh vào góc lưới dòng sét tản qua cạnh xung quanh cột dẫn sét góc, khả tản dịng vào lưới nối đất cột cột khác Chính vậy, giá trị độ trường hợp cao, ứng với vị trí sét đánh lưới chống sét điện áp đỉnh đạt mức 2370kV cao đem so sánh với mức cách điện xung sét (BIL) thiết bị cấp điện áp 500kV 1800kV mức cách điện xung sét áp dụng cho thiết bị phân phối không áp dụng cho thiết bị chống sét, nhiên nguy phóng điện cao Do cần phải có biện pháp làm giảm nhỏ giá trị độ trường hợp sét đánh vào góc lưới Trang 62 Luận văn thạc sĩ Chương 5: KHẢO SÁT KHI CĨ CỌC NỐI ĐẤT Ở mơ chương 5, trường hợp nguy hiểm sét đánh vào góc lưới chống sét, điện áp độ cao gây phóng điện Chính thế, cọc nối đất phải thiết kế đưa vào hệ thống nối đất vị trí xung yếu để làm giảm nhỏ giá trị độ trường hợp Ở chương này, ta khảo sát giá trị độ có thiết kế thêm cọc nối đất 5.1 KẾT QUẢ KHẢO SÁT MƠ HÌNH HỆ THỐNG CHỐNG SÉT CỦA TRẠM BIẾN ÁP 220KV LẠNG SƠN KHI CÓ CỌC NỐI ĐẤT Cọc nối đất thép bọc đồng thiết kế thêm vào vị trí chân cột dẫn dịng sét có thơng số sau: - Chiều dài cọc nối đất: l cnđ = m - Bán kính dây nối đất: r cnđ = 10.10-3 m - Điện trở suất vật liệu làm cọc nối đất: ρ e = 0,25.10-6 Ωm Hình 5.1: Lưới chống sét trạm biến áp 220kV Lạng Sơn có cọc nối đất Trang 63 Luận văn thạc sĩ Kết thu sét đánh vào vị trí góc (vị trí số 1): 14 x 10 12 10 u (V) -2 -4 0.2 0.4 0.6 0.8 t (s) 1.2 1.4 1.6 -5 x 10 Hình 5.2: Điện áp độ sét vị trí đầu vào dịng sét trạm biến áp 220kV Lạng Sơn sét đánh vào góc lưới trường hợp có cọc nối đất x 10 2.5 i (A) 1.5 0.5 0 0.2 0.4 0.6 0.8 t (s) 1.2 1.4 1.6 -5 x 10 Trang 64 Luận văn thạc sĩ Hình 5.3: Dịng điện q độ sét tại vị trí đầu vào dòng sét trạm biến áp 220kV Lạng Sơn sét đánh vào góc lưới trường hợp có cọc nối đất 18 x 10 16 14 u (V) 12 10 0 0.2 0.4 0.6 0.8 t (s) 1.2 1.4 1.6 -5 x 10 Hình 5.4: Điện áp độ sét vị trí chân cột bị sét đánh lưới nối đất trạm 220kV Lạng Sơn sét đánh vào góc lưới trường hợp có cọc nối đất Bảng tổng hợp kết quả: Giá trị độ đỉnh Trường hợp khơng Trường hợp có cọc có cọc nối đất nối đất Điện áp vị trí sét đánh lưới chống sét (kV) 1749 1312 Dòng điện dây dẫn sét vị trí cột bị sét đánh (kA) 39.5 29.68 Điện áp vị trí sét đánh lưới nối đất (kV) 222 166 Bảng 5.1: So sánh kết mô hệ thống chống sét đánh trực tiếp vào vị trí góc lưới chống sét trạm biến áp 220kV Lạng Sơn trường hợp khơng có có cọc nối đất Trang 65 Luận văn thạc sĩ 5.2 KẾT QUẢ KHẢO SÁT MƠ HÌNH HỆ THỐNG CHỐNG SÉT CỦA TRẠM BIẾN ÁP 500KV CẦU BƠNG KHI CĨ CỌC NỐI ĐẤT Cọc nối đất thép bọc đồng thiết kế thêm vào vị trí chân cột dẫn dịng sét có thơng số sau: - Chiều dài cọc nối đất: l cnđ = m - Bán kính dây nối đất: r cnđ = 10.10-3 m - Điện trở suất vật liệu làm cọc nối đất: ρ e = 0,25.10-6 Ωm Hình 5.5: Lưới chống sét trạm biến áp 500kV Cầu Bơng có cọc nối đất Kết thu sét đánh vào vị trí góc (vị trí số 1): Trang 66 Luận văn thạc sĩ 20 x 10 15 u (V) 10 -5 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 t (s) 0.6 0.7 0.8 0.9 -5 x 10 Hình 5.6: Điện áp q độ sét vị trí đầu vào dòng sét trạm biến áp 500kV Cầu Bơng sét đánh vào góc lưới trường hợp có cọc nối đất 2.5 x 10 i (A) 1.5 0.5 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 t (s) 0.6 0.7 0.8 0.9 -5 x 10 Hình 5.7: Dịng điện q độ sét tại vị trí đầu vào dịng sét trạm biến áp 500kV Cầu Bơng sét đánh vào góc lưới trường hợp có cọc nối đất Trang 67 Luận văn thạc sĩ x 10 u (V) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 t (s) 0.6 0.7 0.8 0.9 -5 x 10 Hình 5.8: Điện áp độ sét vị trí chân cột bị sét đánh lưới nối đất trạm 500kV Cầu Bông sét đánh vào góc lưới trường hợp có cọc nối đất Bảng tổng hợp kết quả: Giá trị độ đỉnh Trường hợp khơng Trường hợp có cọc có cọc nối đất nối đất Điện áp vị trí sét đánh lưới chống sét (kV) 2370 1770 Dòng điện dây dẫn sét vị trí cột bị sét đánh (kA) 32.7 24.8 Điện áp vị trí sét đánh lưới nối đất (kV) 118.1 88.7 Bảng 5.2: So sánh kết mô hệ thống chống sét đánh trực tiếp vào vị trí góc lưới chống sét trạm biến áp 500kV Cầu Bơng trường hợp khơng có cọc nối đất 5.3 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ Qua kết mô chương so sánh với kết thực chương 5, ta nhận thấy kết hợp lý: có thiết kế cọc nối đất vị trí xung yếu vị trí có cọc dẫn dịng sét, giá trị điện áp dòng điện độ Trang 68 Luận văn thạc sĩ sét giảm xuống đáng kể, điều giúp tránh tượng phóng điện vào thiết bị phân phối Kết khẳng định tầm quan trọng thiết kế cọc nối đất cấu trúc hình học hệ thống nối đất chống sét trạm biến áp, có ảnh hưởng lớn đến đáp ứng độ hệ thống nối đất chống sét Từ làm cho việc thiết kế hệ thống nối đất chống sét an toàn kỹ thuật đảm bảo mặt kinh tế Trang 69 Luận văn thạc sĩ Chương 6: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 6.1 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ CỦA ĐỀ TÀI 6.1.1 Những vấn đề đạt luận văn Luận văn áp dụng thành cơng mơ hình đường dây truyền tải để mô chất tượng độ sét hệ thống chống sét trạm biến áp cao áp Phương pháp Runge – Kutta mơ hình cho kết tương đối xác (đã so sánh với kết mô phần mềm EMTP) Có thể linh hoạt áp dụng cho hệ thống chống sét nối đất phức tạp thực tế trạm biến áp cao áp Khảo sát ảnh hưởng vị trí dịng sét đánh vào lưới cấu hình lưới đáp ứng độ sét 6.1.2 Những vấn đề chưa đạt luận văn Luận văn hạn chế chưa mô yếu tố ảnh hưởng đến đáp ứng độ sét hệ thống nối đất chống sét tượng tổn hao vầng quang dây chống sét dây dẫn sét tượng ion hóa lớp đất xung quanh hệ thống nối đất Bên cạnh đó, ảnh hưởng tương hỗ kết cấu chống sét kim loại mặt đất với hệ thống nối đất bên chưa khảo sát 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Với kết khả quan đạt đề tài khó khăn chưa vượt qua vừa nêu trên, để nghiên cứu sâu tượng độ sét hệ thống chống sét trạm biến áp cao áp, xin đưa hướng phát triển cho vấn đề sau: - Nghiên cứu sử dụng mơ hình đường dây truyền tải phương pháp số để khảo sát ảnh hưởng tượng tổn hao vầng quang dây dẫn tượng ion hóa đất mơ q độ hệ thống chống sét nối đất - Áp dụng phương pháp ảnh điện lý thuyết trường điện từ để tính tốn ma trận tham số đơn vị dài giúp khảo sát ảnh hưởng tương hỗ kết Trang 70 Luận văn thạc sĩ cấu kim loại mặt đất với hệ thống nối đất bên độ sét hệ thống chống sét nối đất - Nghiên cứu phương pháp số đại phương pháp phần tử hữu hạn, phương pháp meshfree để ứng dụng vào mô độ sét hệ thống chống sét trạm biến áp cao áp Trang 71 Luận văn thạc sĩ TÀI LIỆU THAM KHẢO Rodrigo Melo e Silva de Oliveira and Carlos Leonidas da Silva Souza Sobrinho, “Computational Environment for Simulating Lightning Strokes in a Power Substation by Finite-Difference Time-Domain Method”, IEEE transactions on electromagnetic compatibility Alexander Kern, Ottmar Beierl, Wolfgang Zischank, “Calculation of the separation distance according to IEC 62305-3: 2006-10 – remarks for the application and simplified methods”, International Symposium on Lightning Protection, November 2009 – Curitiba, Brazil Renata Markowska, Andrzej W Sowa, “Evaluation of separation distance between LPS and conductive installation inside the structure”, International Symposium on Lightning Protection, November 2009 – Curitiba, Brazil Renata Markowska, Andrzej Sowa, “Voltages in electrical installation during lightning strike to a GSM mast located on a building roof”, International Symposium on Lightning Protection, November 2009 – Curitiba, Brazil G A D Dias, D Filippon, D S Gazzana, M Telló, A A Linhares, G C Potier, “Grounding and shielding of UTE candiota II fase C”, International Symposium on Lightning Protection, November 2009 – Curitiba, Brazil Fridolin H Heidler, Wolfgang J Zischank, “Necessary separation distances for lightning protection systems - IEC 62305-3 revisited”, International Symposium on Lightning Protection, November 2009 – Curitiba, Brazil Yaquing Liu, Mihael Zitnik and Rajeev Thottappillil, “An improved transmission – line model of grounding system”, IEEE Trans Power Del., vol 43, no 3, pp 348 – 355, Aug 2001 M I Lorentzou, N D Hatziargyriou, Senior Member, IEEE, and B C Papadias, Life Fellow, IEEE ,“Time domain analysis of grounding electrodes impulse response”, IEEE Trans Power Del., vol.18, no 2, pp 517 – 524 , Apr 2003 Leonid D Grcev, Member, IEEE, “Computer analysis of transient voltages in large grounding systems”, IEEE Trans Power Del., vol 11, no 2, pp 815 – 823, Apr 1996 10 Marcos André da Frota Mattos,“Grounding grids transient simulation”, IEEE Trans Power Del., vol 20, no 2, pp 1370 – 1378, Apr 2005 11 M I Lorentzou, N D Hatziargyriou, “Transient analysis of grounding electrodes using pocket calculator”, IEEE Bologna Power Tech conf., Jun 2003 Trang 72 Luận văn thạc sĩ 12 M I Lorentzou, N D Hatziargyriou, “Transmission line modeling of grounding electrodes and calculation of their effective length under impulse excitation”, IPST 2005 13 P Jacqmaer, Student Member, IEEE, and J L Driesen, Member, IEEE, “Modelling of Grounding Systems with the Method of Moments”, 3rd IEEE Benelux Young Researchers Symposium In Electrical Power Engineering, April 2006, Ghent, Beulgium 14 Hoàng Việt (2007), “Quá điện áp Hệ thống điện”, Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh Trang 73 ... trình độ xảy hệ thống bảo vệ chống sét đánh trực tiếp nhu cầu thực tiễn Từ đó, luận văn với tên đề tài: “TÍNH TỐN ? ?ÁP ỨNG QUÁ ĐỘ SÉT TRÊN HỆ THỐNG BẢO VỆ CHỐNG SÉT CỦA TRẠM BIẾN ÁP CAO ÁP? ?? tính. .. TÀI: TÍNH TỐN ? ?ÁP ỨNG Q ĐỘ SÉT TRÊN HỆ THỐNG BẢO VỆ CHỐNG SÉT CỦA TRẠM BIẾN ÁP CAO ÁP 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: a Nghiên cứu phương pháp số Runge – Kutta b Nghiên cứu trình độ hệ thống chống sét c Áp. .. góp có hệ thống rơle bảo vệ đại Từ đó, luận văn hướng đến tính tốn giá trị ? ?áp ứng q độ sét thiết kế hệ thống bảo vệ chống sét đánh trực tiếp trạm biến áp cao áp 1.2 NHỮNG ĐIỂM CHÍNH CỦA LUẬN