Phân bố tối ưu lưới nối đất trong trạm biến áp cao thế

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA µ ¶ LÊ VĂN MINH PHÂN BỐ TỐI ƯU LƯỚI NỐI ĐẤT TRONG TRẠM BIẾN ÁP CAO THẾ Chuyên ngành: HỆ THỐNG ĐIỆN Mã ngành: 2.06.07 LUẬN VĂN THẠC SỸ Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2004 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP- TỰ DO- HẠNH PHÚC -TP.HCM, ngày tháng năm 2004 NHIỆM VỤ LUẬN ÁN CAO HỌC Họ tên học viên: Ngày tháng năm sinh: Chuyên ngành: LÊ VĂN MINH 14/10/1976 HỆ THỐNG ĐIỆN Phái: Nam Nơi sinh: Nam Định I Tên đề tài: PHÂN BỐ TỐI ƯU LƯỚI NỐI ĐẤT TRONG TRẠM BIẾN ÁP CAO THẾ II Nhiệm vụ nội dung: Nghiên cứu vấn đề nối đất an toàn hệ thống điện Nghiên cứu mô hình toán học phân bố điện áp dạng lưới nối đất Đề nghị mô hình toán học phân bố tối ưu lưới nối đất trạm biến áp Xây dựng thuật toán lập chương trình tính toán phân bố tối ưu lưới hệ thống nối đất Tính toán số toán cụ thể Phân tích so sánh với kết công bố Kết luận III Ngày giao nhiệm vụ: ……………………………………………………………… IV Ngày hoàn thành nhiệm vụ: ……………………………………………………………… V Họ tên cán hướng dẫn: Ts Hồ Văn Nhật Chương VI Họ tên cán chấm nhận xét 1: ……………………………………………………………… VII.Họ tên cán chấm nhận xét : ……………………………………………………………… CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT TS HỒ VĂN NHẬT CHƯƠNG Nội dung Đề cương luận án Cao Học thông qua Hội Đồng Chuyên Ngành PHÒNG QLKH – SĐH Ngày tháng năm 2004 CHỦ NHIỆM NGÀNH CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn: TS Hồ Văn Nhật Chương Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: LUẬN ÁN CAO HỌC ĐƯC BẢO VỆ TẠI HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN ÁN CAO HỌC TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA TP.HCM Ngày tháng năm 2004 LỜI CẢM ễN à ả Vụựi loứng kớnh troùng vaứ bieỏt ụn saõu sắc, em chân thành cám ơn quý Thầy Cô Khoa Điện – Điện Tử, Phòng Quản Lý Khoa Học Sau Đại Học tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu suốt trình học tập trường Đặc biệt, em chân thành cảm ơn TS Hồ Văn Nhật Chương trực tiếp hướng dẫn nhiệt tình giúp đỡ em thực luận văn tốt nghiệp Cảm ơn Ban Giám Đốc đồng nghiệp Xí Nghiệp Điện Cao Thế_Công ty Điện Lực TP HCM giúp đỡ tạo điều kiện để hoàn thành luận văn Với kiến thức chuyên môn hạn chế thời gian thực có hạn, đề tài chắn có nhiều sai sót Kính mong quý thầy cô xem xét có đóng góp quý báu Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 12 năm 2004 Người thực Lê Văn Minh MỤC LỤC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN MUÏC LUÏC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I.1.Đặt vấn đề I.2 Thực trạng nối đất trạm biến áp cao Việt Nam I.3 Mục tiêu hệ thống nối đất I.4.Caùc tượng liên quan đến lưới nối đất 12 CHƯƠNG II: CÁC HIỆN TƯNG CƠ BẢN LIÊN QUAN ĐẾN LƯỚI NỐI ĐẤT A- tượng liên quan đến lưới nối đất II.1 Sự cố chạm đất 13 II.2 Điện áp tiếp xúc điện áp bước 15 II.3 Đường quay trở dòng điện 18 II.4 Gradien điện aùp 19 II.5 Mạng lưới nối đất 19 II.6 Điện áp lan truyền 21 B- Các quy tắc áp dụng tính toán lưới nối đất theo phương pháp truyền thống C- Các biện pháp hỗn hợp – kết hợp khác thiết kế nối đất CHƯƠNG III: CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP CAO THẾ III.1.Tính toán theo phương pháp truyền thống 28 III.2.Tính toán theo phương pháp tối öu hoaù 39 III.3 Nhận xét 56 CHƯƠNG IV: THIẾT LẬP THUẬT TOÁN ĐƠN GIẢN HÓA VIỆC THIẾT KẾ LƯỚI NỐI ĐẤT IV.1.Xây dựng tập liệu 58 IV.2 Tìm đa thức quan hệ f(n) 61 IV.3 Tìm hàm biểu diễn độ lợi 72 IV.4 Mối quan hệ số dẫn với khoảng cách dẫn 73 CHƯƠNG V: ÁP DỤNG TÍNH TOÁN V.1.Các bước để thiết kế lưới nối đất theo sở đề tài 79 V.2 Thực thiết kế lưới nối đất cụ thể 82 V.3 So sánh với kết sử dụng chương trình tính toán máy tính 87 V.4 Nhận xét kết thực 89 V.5 Kết luận 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO Học Viên: Lê Văn Minh GVHD: TS Hồ Văn Nhật Chương CHƯƠNG I TỔNG QUAN Luận văn cao học Trang Học Viên: Lê Văn Minh GVHD: TS Hồ Văn Nhật Chương I.1- ĐẶT VẤN ĐỀ: Hệ thống nối đất trạm biến áp có nhiều chức như: Nối đất làm việc; Nối đất an toàn, nối đất chống sét Mỗi đề tài nhiều vấn đề phức tạp cần làm rõ Nghiên cứu làm sáng tỏ vai trò hệ thống để làm sở cho việc bước chuyển đổi áp dụng tiêu chuẩn tổ chức Quốc tế giới IEC, IEEE… việc cần thiết Trong năm qua có số đề tài nghiên cứu tới mặt vấn đề: Có thể nêu số nội dung nghiên cứu có số kết định ª Việc làm giảm thấp điện áp bước, điện áp tiếp xúc trạm cách hiệu chỉnh lưới nối đất gắn liền với việc tăng khối lượng vật liệu làm cực nối đất Để tiết kiệm vật liệu so với hệ thống nối đất thiết kế theo tiêu chuẩn IEEE đưa ra, L Huang đưa phương pháp phân bố lại lưới nối đất dựa vào kết đo đạc phân bố điện áp mô hình lưới nối đất tương ứng để đưa công thức thực nghiệm phân bố lại khoảng cách nối đất không đồng Việc thực theo phương pháp L Huang tiết kiệm từ 10 đến 30% vật liệu làm cực nối đất ª Tiếp theo nghiên cứu Ths Trần Ngọc Định việc phân bố hệ thống nối đất an toàn cho trạm biến áp dựa theo phân bố điện áp bề mặt trạm với mục tiêu làm giảm khối lượng vật liệu nối đất, giảm nguy hiểm cho người chịu tác dụng điện áp bước, điện áp tiếp xúc Đồng thời, sở điều kiện an toàn cho người thủ tục thiết kế hệ thống nối đất cho trạm biến áp, nghiên cứu tổng kết thành chương trình máy tính viết phần mềm Matlab Kết thực nghiên cứu đưa thông số chi tiết mô hình hệ thống lưới nối đất cho trạm biến áp với kết tiết kiệm khoảng từ 15 đến 50% khối lượng vật liệu làm nối đất trạm so với hướng dẫn trước từ 5-10% so với công trình công bố trước Đề tài kế thừa kết nghiên cứu nêu để thiết lập hàm tính toán thực tế phân bố lưới nối đất khuôn viên trạm biến áp cao áp 110-500kV Nhằm mục đích đơn giản hoá thủ tục tính toán, đề tài tập trung vào việc xây dựng thuật toán không phức tạp, nhằm giúp cho người xây dựng tính toán nhanh khối lượng kim loại cần dùng hỗ trợ công tác lắp đặt lắp đặt cho xác mà đảm bảo điều kiện điện áp tiếp xúc điện áp bước Tức đảm bảo an toàn cho người thiết bị lưới nối đất Luận văn cao học Trang Học Viên: Lê Văn Minh GVHD: TS Hồ Văn Nhật Chương I.2- THỰC TRẠNG NỐI ĐẤT TẠI CÁC TRẠM BIẾN ÁP CAO THẾ TẠI VIỆT NAM TRONG NHỮNG NĂM QUA: Hệ thống nối đất trạm biến áp truyền tải Việt Nam nói chung hệ thống gồm lưới cọc thép bố trí mặt trạm điện Các thông số kỹ thuật yêu cầu lấy theo tiêu chuẩn ngành Điện vốn soạn từ tiêu chuẩn Liên Xô cũ năm trước thập kỷ 70 kỷ trước Về việc áp dụng đáp ứng yêu cầu thực tế Tuy nhiên số trường hợp việc áp dụng trở nên khó khăn gây tốn mà hiệu dường không tỷ lệ với kinh phí đầu tư Chẳng hạn nối đất vùng có điện trở suất cao, nối đất cho thiết bị nhạy cảm, Trạm biến áp thu gọn… Trên giới nước ngày có xu hướng thống thực theo tiêu chuẩn chung tổ chức quốc tế IEC, IEEE… Việc bước chuyển đổi áp dụng tiêu chuẩn quốc tế Việt Nam cần có nghiên cứu lónh vực Mặt khác việc hiểu kẽ kỹ thuật nối đất cần thiết cho nhà thiết kế Kỹ thuật nối đất thực kỹ sư giỏi trở nên công việc “nghệ thuật” (theo Gilbert Sharick – chuyên gia nối đất hàng đầu Mỹ nhiều năm cống hiến cho việc nghiên cứu thực hành nối đất cho thiết bị điện) Viện lượng năm qua thực số đề tài góp phần làm rõ vấn đề cần lưu tâm Nối đất tạm biến áp Tiêu chuẩn ngành 11TCN – 18 – 84 quy định điều I 7.29 Chương I.7: Đối với dòng điện có dòng chạm đất lớn, trị số điện trở nối đất không lớn 0,5 Ω suốt năm Điều I 7.55 Chương I.7: Đối với vùng đất đá có điện trở suất lớn 500 Ω.m thời gian bất lợi năm, trường hợp sử dụng biện pháp không hợp lý mặt kinh tế cho phép tăng trị số điện trở nối đất quy định quy phạm lên ρ/ 500 lần không lớn 10 lần trị số điện trở nối đất qui định Thực tế với trạm vùng điện trở suất cao để đạt tiêu chuẩn ngành khó khăn, ví dụ trạm 500 kV Hoà Bình công ty Pháp (Schneider Electric) thiết kế đạt trị số 1,35Ω, trạm 110/35 kV có trị số nối đất cao : trạm Cát Bi: 2,7 Ω; trạm Xuân Hòa: 3,8Ω; trạm Hải Sơn: 3,7Ω… Việc thiết kế theo Tiêu chuẩn ngành 11TCN- 18 – 84 dẫn đến có trạm xử lý cách nối đất kéo dài hàng km đến vùng có điện trở suất thấp khoan nhiều cọc có độ sâu lớn dẫn tới việc đầu tư kinh phí lớn mà hiệu không cao Chẳng hạn trạm 500kV Yaly Luận văn cao học Trang Học Viên: Lê Văn Minh GVHD: TS Hồ Văn Nhật Chương Theo Tiêu chuẩn Quốc tế IEC 60479 –1 – 1994; IEEE/ANSI St 80 – 1996; CENELEC HD 637 S1 – 1999 đưa tiêu chuẩn tính theo điện áp tiếp xúc cho phép Với quy định dường đạt yêu cầu liên quan tới hệ thống nối đất trạm an toàn cho người, an toàn cho thiết bị, nối đất làm việc cho thiết bị, nối đất chống sét Tuy nhiên sâu cặn kẽ cho vấn đề cụ thể không đơn giản, nội dung lớn khó trình bày hết đề tài Các đề tài nghiên cứu Viện Năng lượng sâu theo chuyên mục cụ thể Đề tài tóm tắt số nội dung Trong ba thập niên qua, Hệ thống điện nước ta phát triển với tốc độ nhanh chiều dài, cấp điện áp truyền tải, công suất truyền tải quy mô trạm Những năm 70 có hệ thống 220kV đến năm 1993 có hệ thống 500kV Nước ta nằm vùng có hoạt động giông sét mạnh (chưa phải vùng mạnh – thuộc loại có giông sét nhiều) Với mật độ sét từ 3.5-9 lần sét đánh/1km2, số ngày gông 60 chí đến 100 ngày, giông: 150-250 Vì vậy: ª Tần suất sét đánh vào đường dây không trạm biến áp cao ( gấp từ đến lần số trung bình khuyến nghị cho phép nay) ª Suất cắt điện trạm đường dây sét lớn (gấp khoảng lần so với khuyến nghị) Ngay trạm 500kV - có mức chịu sét cao xảy vụ sét đánh hỏng thiết bị (ví dụ như: năm 2000 hỏng MBT trạm 500kV Hoà Bình; hỏng MBT tự dùng trạm Pleiku năm 1996) Căn thống kế EVN, năm ( từ 1996-2000), hệ thống 110kV 220kV có 450 lần cố (153 lần cố vónh cửu), gây thiệt hại lớn ngừng cung cấp điện, hỏng thiết bị sửa chữa, bảo dưỡng với chi phí lớn Theo kết tính toán Liên Xô (do D.V Rajevirg G.N Alexxandrow thực hiện), suất cắt điện đường dây 110kV, 220 500kV ( phụ thuộc vào trị số điện trở nối đất cột), sau: Điện trở nối đất Tăng từ 20Ω lên 60Ω Tăng từ 30Ω lên 80Ω Luận văn cao học Số lần cắt điện tăng lên (số lần tăng) Đường dây 110kV Đường dây 220kV Đường dây 500kV 2.3 – 2.5 2.2 – 2.2 – 2.3 2.7 – 3.2 Trang Học Viên: Lê Văn Minh GVHD: TS Hồ Văn Nhật Chương Với kết tính toán Chương IV, gọi phương pháp bán thực nghiệm dựa vào phân tích toán học quy luật phân bố điện áp lưới nối đất dọc theo trạm kết từ chương trình tính toán Từ sở đó, viết đưa biểu thức thực nghiệm để tính toán phân bố lưới nối đất cho trạm biến áp cao Cơ sở thực phương pháp là: ª Thiết kế lưới nối đất an toàn theo tiêu chuẩn IEEE với ô lưới hình vuông ª Phân bố lại lưới nối đất dựa vào mô hình biểu thức toán học đơn giản hoá cho việc tính toán V.1- CÁC BƯỚC ĐỂ THIẾT KẾ LƯỚI NỐI ĐẤT THEO CƠ SỞ CỦA ĐỀ TÀI: Bước 1: Xác định giới hạn điện áp tiếp xúc lớn cho người: E t.x.c.p 70 kg = [1000 + 1,5 x Cs(hs, K ) xρs] x 0,157/√ts Bước 2: Xác định giá trị tổng chiều dài nối đất sử dụng: L= Trong đó: ηρIs Etouch 70 η hệ số tỉ lệ, nằm khoảng 1.5-1.9 ρ điện trở suất đất Is dòng điện cố Bước 3: Xác định tổng số lượng dẫn nối đất sử dụng (theo phân bố lưới đều): Luận văn cao học Trang 79 Học Viên: Lê Văn Minh n1 = L + L1 − L2 2L1 n2 = L + L2 − L1 2L2 Trong đó: GVHD: TS Hồ Văn Nhật Chương L1 L2 kích thước dài rộng lưới nối đất n1 n2 số lượng song song bố trí theo chiều dọc chiều ngang Bước 4: Xác định hệ số tiết kiệm khối lượng kim loại dùng phương pháp phân bố lưới nối đất không đồng Sử dụng công thức (3-5), (3-6) (3-7) tính toán Chương IV, ta có hệ số độ lợi (hệ số tiết kiệm kim loại) sau: Khi dòng Is < 4500A: λ1 = f(n) - 3E - 06n6 + 0.0008n5 - 0.084n4 + 4.7716n3 - 151.47n2 + 2548.4n - 17746 = n n Khi dòng Is từ 4500A ñeán 8500A: λ2 = f(n) - 5E - 06n6 + 0.002n5 - 0.3415n4 + 30.778n3 - 1557.3n2 + 41936n - 469482 = n n Khi doøng Is > 8500A: λ3 = f(n) - 2E - 05n6 + 0.0111n5 - 2.4196n4 + 280.78n3 18308n2 + 635988n - 9E + 06 = n n (3-7) Trong n = n1 + n2: Tổng số kim loại cần thiết phân bố lưới Luận văn cao học Trang 80 Học Viên: Lê Văn Minh GVHD: TS Hồ Văn Nhật Chương Bước 5: Xác định tổng số sử dụng hệ thống lưới nối đất phân bố không đều: ª Đối với khuôn viên lưới nối đất hình vuông: n’ = n(1-λ) ª Đối với khuôn viên nối đất hình chữ nhật: n1’ = n1(1-λ) n2’ = n2(1-λ) n’ = n1' + n2’ Trong n1’ n2’ số nối đất theo chiều dọc theo chiều ngang Bước 6: Xác định phân bố lưới nối đất không đồng Để tính toán phân bố lưới nối đất không đồng cần xác định ª n1’: số dẫn phân bố theo chiều dài lưới Xác định n1’ theo tính toán Bước ª a: khoảng cách hai đầu tiên, a tính toán dựa công thức (3-8), nêu ôû Chöông IV: a = f(n1’) = 0.0048n1’2 + 0.1994n1’ + 0.4757 ª Sid: khoảng cách khoảng thứ i theo chiều dài Tính toán Sid theo công thức (3-9), sau: Sid = a[1+ 0,22 (id-1)] Trong giới hạn id là: Luận văn cao học Trang 81 Học Viên: Lê Văn Minh ⎧ n1' ⎪⎪ id = ⎨ ⎪ n1'+1 ⎪⎩ GVHD: TS Hồ Văn Nhật Chương (1) (2) (1): n1’ chẵn ; (2): n1’ lẻ ª n2’: số dẫn phân bố theo chiều rộng lưới Xác định n2’ theo tính toán Bước ª b: khoảng cách hai theo chiều rộng, b tính toán dựa công thức (3-10), sau: b = f(n2’) = 0.0179n2’2 - 0.217n2’ + 3.42 ª Sir: khoảng cách khoảng thứ i theo chiều rộng Tính toán Sir theo công thức (3-11), sau: Sir = b[1+ 0,22 (ir-1)] Trong giới hạn ir cho sau: ⎧ n2' ⎪⎪ ir = ⎨ ⎪ n2'+1 ⎪⎩ (1) (2) (1): n2’ chẵn ; (2): n2’ lẻ V.2- THỰC HIỆN THIẾT KẾ MỘT LƯỚI NỐI ĐẤT CỤ THỂ: Để thực ví dụ minh hoạ cụ thể cho phương pháp vừa nêu trên, phần thiết kế thực ví dụ với trạm biến áp có kích thước 90x80m Các số liệu lưới cho sau: ª Thời gian cố ª Điện áp dây Luận văn cao hoïc t = 0,6s U = 110 000V Trang 82 Học Viên: Lê Văn Minh ª ª ª ª ª ª ª ª ª Điện trở suất đất Điện trở suất lớp đá vụn Độ dầy lớp đá Độ chôn sâu mạng nối đất Tổng trở cố thứ tự thuận Tổng trở cố thứ tự không Hệ số phân dòng Diện tích mặt trạm Dòng điện cố chạm đất GVHD: TS Hồ Văn Nhật Chương ρ = 500Ωm ρS = 3000Ωm hS = 0,1m h =0,5m Z1= + 10jΩ Zo = 10 + 40jΩ St = 0,6 A = 90 x 80 m 3I0 = 5280 A IG = 3I0 x 0.6 = 3168 A Bước 1: Xác định giới hạn điện áp tiếp xúc lớn cho người: E t.x.c.p 70 kg = [1000 + 1,5 x Cs(hs, K ) xρs] x 0,157/√ts Trường hợp cụ thể thí dụ : với hs = 0.08m K = -0.72, ta Cs = 0.63, ρS = 3000Ωm thay vào công thức ta : E tiếp xúc cho pheùp 70kg = [1000 + 1.5x0.63x3000]x 0.157 / 0.6 = 781 V Bước 2: Xác định giá trị tổng chiều dài nối đất sử dụng: L= Trong đó: ηρIs Etouch 70 η lấy 1.97 ρ điện trở suất đất, ρ = 500Ωm Is dòng điện cố, Is = 3168A Như vậy: L= Luận văn cao học 3996 mét Trang 83 Học Viên: Lê Văn Minh GVHD: TS Hồ Văn Nhật Chương Bước 3: Xác định tổng số lượng dẫn nối đất sử dụng (theo phân bố lưới đều): n1 = L + L1 − L2 = 22.25 ≈ 23 2L1 n2 = L + L2 − L1 = 24.9 ≈ 25 2L2 Trong đó: L1 L2 kích thước dài rộng lưới nối đất n1 n2 số lượng song song bố trí theo chiều dọc chiều ngang Bước 4: Xác định hệ số tiết kiệm khối lượng kim loại dùng phương pháp phân bố lưới nối đất không đồng Với ví dụ dòng Is < 4500A, sử dụng công thức (3-5) tính toán Chương IV , ta có hệ số độ lợi (hệ số tiết kiệm kim loại) sau: λ1 = f(n) - 3E - 06n6 + 0.0008n5 - 0.084n4 + 4.7716n3 - 151.47n2 + 2548.4n - 17746 = n n Với n = n1 + n2 = 23 + 25 = 48 thanh, thay vào phương trình ta có: λ1 = 0.41 Bước 5: Xác định tổng số sử dụng hệ thống lưới nối đất phân bố không đều: n1’ = n1(1-λ) = 23 (1-0.41) ≈ 13 (tương ứng với 12 khoảng) n2’ = n2(1-λ) = 25 (1-0.41) ≈ 15 (tương ứng với 14 khoảng) Luận văn cao học Trang 84 Học Viên: Lê Văn Minh GVHD: TS Hồ Văn Nhật Chương n’ = n1' + n2’ = 28 Trong n1’ n2’ số nối đất theo chiều dọc theo chiều ngang Bước 6: Xác định phân bố lưới nối đất không đồng Để tính toán phân bố lưới nối đất không đồng cần xác định ª n1’: số dẫn phân bố theo chiều dài lưới Xác định n1’ = 13 theo tính toán Bước ª a: khoảng cách hai đầu tiên, a tính toán dựa công thức (3-8), nêu Chương IV: a = f(n1’) = 0.0048n1’2 + 0.1994n1’ + 0.4757 Thay theá giá trị n1’ = 13 vào ta a = 3.88 mét ª Sid: khoảng cách khoảng thứ i theo chiều dài Tính toán Sid theo công thức (3-9), sau: Sid = a[1+ 0,22 (id-1)] Ta có bảng phân bố khoảng cách cách theo chiều dài, sau: Số thứ tự khoảng Luận văn cao hoïc id 6 Sid = a[1+ 0,22 (id-1)] 3.88 4.7336 5.5872 6.4408 7.2944 8.148 8.148 7.2944 Trang 85 Học Viên: Lê Văn Minh GVHD: TS Hồ Văn Nhật Chương 10 11 12 6.4408 5.5872 4.7336 3.88 ª n2’: số dẫn phân bố theo chiều rộng lưới Xác định n2’ = 15 theo tính toán Bước ª b: khoảng cách hai theo chiều rộng, b tính toán dựa công thức (3-10), sau: b = f(n2’) = 0.0179n2’2 - 0.217n2’ + 3.42; Thay giá trị n2’ = 15 vào ta b = 4.19 ª Sir: khoảng cách khoảng thứ i theo chiều rộng Tính toán Sir theo công thức (3-11), sau: Sir = b[1+ 0,22 (ir-1)] Ta có bảng phân bố khoảng cách cách theo chiều rộng, sau: Số thứ tự khoảng 10 11 12 13 14 Luaän văn cao học Ir 7 Sir = b[1+ 0,22 (ir-1)] 4.19 5.1118 6.0336 6.9554 7.8772 8.799 9.7208 9.7208 8.799 7.8772 6.9554 6.0336 5.1118 4.19 Trang 86 Hoïc Viên: Lê Văn Minh GVHD: TS Hồ Văn Nhật Chương V.3- SO SÁNH VỚI KẾT QUẢ KHI SỬ DỤNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN PHÂN BỐ TỐI ƯU: Cũng với số liệu toán cho nêu trên, sử dụng chương trình tính phân bố lưới nối đất tối ưu để kiểm tra mức độ xác thuật toán vừa thiết lập trên; Kết sau chạy chương trình, sau: CHUONG TRINH TINH TOAN MOI DAT AN TOAN CHO TRAM BIEN AP -I PHAN 1: LUOI NOI DAT PHAN BO DEU -CAC THONG SO DAC TINH CUA HE THONG Chieu dai khuon vien noi dat, L1=90 Chieu rong khuon vien noi dat, L2=80 DONG DIEN LON NHAT DI VAO LUOI: IG = 3168 Dien tich khuon vien tram: A= 7200 DIEN AP TIEP XUC GIOI HAN Etch = 851.4805 DIEN AP BUOC GIOI HAN Estp = 2.7979e+003 Tong chieu dai noi dat: Lc = 3.3823e+003 Luận văn cao học Trang 87 Học Viên: Lê Văn Minh GVHD: TS Hồ Văn Nhật Chương KET QUA THUC HIEN DUOC: LUOI NOI DAT DUNG THANH DONG, DUONG KINH d= 0.0175 DO DAY CUA LOP DA BE MAT: 0.1000 DO RONG CUA LUOI NOI DAT: + CHIEU DAI, L1(m) = 90 + CHIEU RONG, L2(m) = 80 KHOANG CACH GIUA CAC THANH: a(L1)= 4.0 b(L2)= 4.0909 DO CHON SAU CUA LUOI, H(m)= COC NOI DAT: SO COC: CHIEU DAI MOI COC: 0.6000 SO LIEU THAM KHAO: 1.1 Dien ap tiep xuc gioi han: Etx_gh (V)= 851.4805 1.2 Dien ap tiep xuc tinh toan: Etx_tt (V)= 840.1463 2.1 Dien ap buoc gioi han: Eb_gh (V)= 2.7979e+003 2.2 Dien ap buoc tinh toan: Eb_tt (V)= 253.7378 3.1 Dien tro cua luoi noi dat (Ohm): Rg = 2.7354 -II PHAN 2: PHAN BO LUOI KHONG DONG DEU Luận văn cao học Trang 88 Học Viên: Lê Văn Minh GVHD: TS Hồ Văn Nhật Chương So theo chieu RONG: 15 Gia tri cac khoang cach chieu rong sau hieu chinh Columns through 4.0909 4.9909 5.8909 6.7909 7.6909 8.5909 9.4909 Columns through 14 9.4909 8.5909 7.6909 6.7909 5.8909 4.9909 4.0909 -So theo chieu DAI: 13 Gia tri cac khoang cach chieu dai sau hieu chinh Columns through 4.0000 4.8800 5.7600 6.6400 7.5200 8.4000 8.4000 Columns through 12 7.5200 6.6400 5.7600 4.8800 4.0000 V.4- NHẬN XÉT KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐƯC: Các bảng sau cho thấy số liệu tính toán từ hai phương pháp thực mục IV.2 IV.3 nêu So sánh khoảng cách phân bố dẫn theo chiều dài tính toán theo thuật toán đề tài (mục V.2) tính toán chương trình phân bố tối ưu (mục V.3) Luận văn cao học Trang 89 Học Viên: Lê Văn Minh GVHD: TS Hồ Văn Nhật Chương Số lượng phân bố theo chiều dài nhau: 13 thanh, tương ứng với 12 khoảng sau : Bảng tóm tắt khoảng cách phân bố theo chiều dài sai số, Tính toán Tính toán theo phương chương trình phân pháp đề tài bố tối ưu Số thứ tự khoảng Id 1 3.88 2 4.7336 4.88 3 5.5872 5.76 4 6.4408 6.64 5 7.2944 7.52 6 8.148 8.4 8.148 8.4 7.2944 7.52 6.4408 6.64 10 5.5872 5.76 11 4.7336 4.88 12 3.88 Sai soá % 3.0927835 3.0927835 3.0927835 3.0927835 3.0927835 3.0927835 3.0927835 3.0927835 3.0927835 3.0927835 3.0927835 3.0927835 Dưới tiếp tục so sánh khoảng cách phân bố dẫn theo chiều rộng tính toán theo phương án đề tài (mục V.2) tính toán chương trình phân bố tối ưu (mục V.3) Số lượng phân bố theo chiều rộng hai phương pháp nhau: 15 thanh, tương ứng với 14 khoảng sau: Bảng tóm tắt khoảng cách phân bố theo chiều rộng sai số, Luận văn cao học Trang 90 Học Viên: Lê Văn Minh GVHD: TS Hồ Văn Nhật Chương Tính toán Tính toán theo phương chương trình phân pháp đề tài bố tối ưu Sai số % Số thứ tự khoảng ir 1 4.19 4.0909 -2.36515513 2 5.1118 4.9909 3 6.0336 5.8909 4 6.9554 6.7909 5 7.8772 7.6909 6 8.799 8.5909 7 9.7208 9.4909 9.7208 9.4909 8.799 8.5909 10 7.8772 7.6909 11 6.9554 6.7909 12 6.0336 5.8909 13 5.1118 4.9909 14 4.19 4.0909 -2.36511601 -2.36508884 -2.36506887 -2.36505357 -2.36504148 -2.36503168 -2.36503168 -2.36504148 -2.36505357 -2.36506887 -2.36508884 -2.36511601 -2.36515513 IV.5 KẾT LUẬN: Từ so sánh mục V.4, cho thấy phương án tính toán nêu đề tài cho kết giống với kết tính toán chương trình tính toán phân bố tối ưu đảm bảo giới hạn cho phép điện áp bước điện áp tiếp xúc Đề tài thực thuật toán đơn giản hoá việc tính toán lưới nối đất so với phương pháp dùng chương trình máy tính Bằng công thức đơn giản hơn, số lượng dẫn phân bố chúng lưới nối đất tính toán nhanh thực máy tính cầm tay đơn giản (calculators) Tuy nhiên, nêu phần trước, lưới nối đất trạm biến áp cao bị nhiều thông số ảnh hưởng đến hệ thống phân bố lưới bị giới hạn an toàn cho người thiết bị ràng buộc như: đặc tính đất; phân bố dòng điện lưới xảy cố; ảnh hưởng độ sâu đặt lưới; kích cỡ cực nối đất; số cọc nối đất thêm vào; đặc tính hệ thống điện … Cho nên vấn đề thực Luận văn cao học Trang 91 Học Viên: Lê Văn Minh GVHD: TS Hồ Văn Nhật Chương đề tài có nhiều hạn chế khác nhau, làm tảng sở cho lónh vực nghiên cứu hoàn thiện Do thời gian thực trình độ nghiên cứu kinh nghiệm thực tiễn Người thực nhiều hạn chế, đề tài không tránh khỏi thiếu sót Rất mong quan tâm, góp ý Quý thầy cô, bạn bè đồng nghiệp để đề tài phát triển hoàn thiện [\ Luận văn cao hoùc Trang 92 TAỉI LIEU THAM KHAO à ả GIAO TRÌNH AN TOÀN ĐIỆN NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC (TL1) QUY PHẠM NỐI ĐẤT VÀ NỐI KHÔNG CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN TIÊU CHUẨN VIỆT NAM (TL2) HỘI THẢO “SÉT VÀ CHỐNG SÉT TRÊN ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ĐIỆN Ở VIỆT NAM TỔNG CÔNG TY ĐIỆN LỰC VIỆT NAM (TL3) HỘI THẢO NỐI ĐẤT CHO CÁC TRẠM BIẾN ÁP TỔNG CÔNG TY ĐIỆN LỰC VIỆT NAM (TL4) LUẬN ÁN CAO HỌC “NGHIÊN CỨU PHÂN BỐ LƯỚI NỐI ĐẤT AN TOÀN TRẠM BIẾN ÁP” TRẦN NGỌC ĐỊNH (TL5) QUÁ ĐIỆN ÁP TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN HOÀNG VIỆT (TL6) HIGH-VOLTAGE ENGINEERING THEORY AND PRACTICE MAZEN ABDEL-SALAM (TL7) MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ NỐI ĐẤT TRONG TRẠM BIẾN ÁP KS VŨ CHÂU QUẾ – VIỆN NĂNG LƯNG (TL8) TẠP CHÍ KINH TẾ KỸ THUẬT ĐIỆN (TL9) 10 BÁO CÁO KHOA HỌC “BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY VÀ TRẠM 110-500KV TS VĂN ĐÌNH AN (TL10) 11 ANSI/IEEE STANDARD 80-“IEEE GUIDE FOR SAFETY IN AC SUBSTATION GROUNDING” IEEE – NEW YORK 1986 (TL11) 12 “STUDY OF UNEQUALLY SPACED GROUNDING GRID” L.HUANG & X.CHEN – IEEE TRANS ON POWER DELIVERY VOL.10, No.2, APRIL 1995 (TL12) 13 THE MATLAB HANDBOOK PARREN REDFERM & COLLIN CAMPBELL (TL13) ... CAO THẾ II Nhiệm vụ nội dung: Nghiên cứu vấn đề nối đất an toàn hệ thống điện Nghiên cứu mô hình toán học phân bố điện áp dạng lưới nối đất Đề nghị mô hình toán học phân bố tối ưu lưới nối đất trạm. .. pháp phân bố lại lưới nối đất dựa vào kết đo đạc phân bố điện áp mô hình lưới nối đất tương ứng để đưa công thức thực nghiệm phân bố lại khoảng cách nối đất không đồng Việc thực theo phương pháp... cực nối đất ª Tiếp theo nghiên cứu Ths Trần Ngọc Định việc phân bố hệ thống nối đất an toàn cho trạm biến áp dựa theo phân bố điện áp bề mặt trạm với mục tiêu làm giảm khối lượng vật liệu nối đất,