Nghiên cứu ảnh hưởng của số lượng khe hở đến giá trị điện cảm của cuộn kháng bù ngang

Bài viết sử dụng phương pháp giải tích dựa trên lý thuyết về mô hình mạch từ và phương pháp phần tử hữu hạn để tính toán và đưa ra mối quan hệ giữa giá trị điện cảm với số lượng khe hở khác nhau phân bố trên trụ. Trên cơ sở các kết quả đạt được, bài báo chỉ ra số lượng khe hở phù hợp khi tính toán thiết kế cuộn kháng.

TNU Journal of Science and Technology 226(11): 268 - 276 STUDY INFLUENCE OF AIR GAP NUMBERS TO INDUCTANCE VALUES OF SHUNT REACTORS Pham Minh Tu, Bui Duc Hung*, Tran Van Thinh, Dang Quoc Vuong, Phung Anh Tuan, Dang Chi Dung Hanoi University of Science and Technology ARTICLE INFO ABSTRACT Received: 01/7/2021 The shunt reactor is a device that plays an extremely important role in the transmission system It is used to absorb the reactive power generated by the capacitive power on the transmission line when noload or under-load operation In addition, the shunt reactor is also to avoid the over-voltage at the end of the lines, maintenance of stabilize voltage at the specified level One of the important parameters when calculating and designing the shunt reactors is the reactive power, where the inductance is a parameter directly related to the capacity of the device In order to reduce the flux and avoid saturation of the magnetic circuit, it is necessary to increase the reluctance of the magnetic circuit by adding air gaps in the core However, this makes an increase of the fringing flux around the air gap, leading to the increase of the inductance value In order to overcome this challenge, the new idea of this research is to split a big air gap into sub- air gaps with smaller dimensions evenly distributed in the core, instead of using a large air gap like previous studies Based on the obtained results, the paper will give the appropriate number of air gaps when calculating and designing the shunt reactors Revised: 27/8/2021 Published: 27/8/2021 KEYWORDS Shunt reactors Inductances Air gaps Magenetic Circuits Finite Element Method NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SỐ LƯỢNG KHE HỞ ĐẾN GIÁ TRỊ ĐIỆN CẢM CỦA CUỘN KHÁNG BÙ NGANG Phạm Minh Tú, Bùi Đức Hùng*, Trần Văn Thịnh, Đặng Quốc Vương, Phùng Anh Tuấn, Đặng Chí Dũng Trường Đại học Bách khoa Hà Nội THÔNG TIN BÀI BÁO TÓM TẮT Ngày nhận bài: 01/7/2021 Cuộn kháng bù ngang thiết bị đóng vai trị quan trọng hệ thống lưới điện truyền tải Nó dùng để hấp thụ lượng công suất phản kháng dư thừa sinh dung dẫn đường dây vận hành chế độ không tải non tải, nhằm cân công suất phản kháng, tránh điện áp cuối đường dây, trì ổn định điện áp mức quy định Một thông số quan trọng tính tốn thiết kế cuộn kháng bù ngang cơng suất phản kháng, mà điện cảm thông số liên quan trực tiếp đến công suất thiết bị Để giảm từ thông nhằm tránh bão hòa mạch từ, cần tăng từ trở mạch từ cách thêm khe hở trụ Tuy nhiên, điều làm tăng từ trường tản xung quanh khe hở, dẫn đến làm tăng điện cảm tổng Để vượt qua thách thức trên, nghiên cứu này, nhóm tác giả nghiên cứu phân chia thành nhiều khe hở có kích thước nhỏ phân bố trụ, thay sử dụng khe hở lớn nghiên cứu trước Bài báo sử dụng phương pháp giải tích dựa lý thuyết mơ hình mạch từ phương pháp phần tử hữu hạn để tính tốn đưa mối quan hệ giá trị điện cảm với số lượng khe hở khác phân bố trụ Trên sở kết đạt được, báo số lượng khe hở phù hợp tính tốn thiết kế cuộn kháng Ngày hồn thiện: 27/8/2021 Ngày đăng: 27/8/2021 TỪ KHĨA Cuộn kháng bù ngang Điện cảm Khe hở Mơ hình mạch từ Phương pháp phần tử hữu hạn DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.4719 * Corresponding author Email: hung.buiduc@hust.edu.vn http://jst.tnu.edu.vn 268 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 226(11): 268 - 276 Giới thiệu Trên hệ thống truyền tải phân phối điện năng, bên cạnh thành phần công suất tác dụng, công suất phản kháng (CSPK) có ý nghĩa quan trọng việc điều chỉnh giữ trạng thái cân bằng, nhằm giữ ổn định điện áp giới hạn cho phép Ngồi ra, cịn giúp tăng khả truyền tải, giảm tổn hao đường dây tăng tính ổn định hệ thống Cuộn kháng bù ngang (CKBN) phần tử sử dụng để cân thành phần CSPK hệ thống truyền tải phân phối điện Mặt khác, hệ thống lưới cao áp siêu cao áp thường có chiều dài đường dây tương đối lớn Khi không tải tải nhỏ, điện dung ký sinh đường dây có giá trị lớn, điều làm tăng điện áp dọc tuyến đường dây, gây áp cuối đường dây Hiện tượng gọi hiệu ứng Ferranti [1], [2] Để trì ổn định điện áp phạm vi quy định, CKBN sử dụng để hấp thụ lượng CSPK dư thừa sinh dung dẫn đường dây [3] Cấu tạo CKBN giống máy biến áp (MBA), bao gồm mạch từ, dây quấn vỏ máy Tuy nhiên, CKBN, để giảm từ thông, nhằm tránh bão hòa mạch từ, cần tăng từ trở mạch từ cách tạo khe hở ngang trụ, qua tăng lượng tích trữ khu vực khe hở Thể tích khe hở phụ thuộc vào CSPK từ cảm mạch từ lựa chọn Sự xuất khe hở trụ làm xuất từ trường tản xung quanh khe hở [4], [5] Điều ảnh hưởng trực tiếp đến thông số điện cảm CKBN Để giảm ảnh hưởng từ trường tản không gian xung quanh khe hở không khí, tức giảm độ lớn điện cảm tản, cần phân chia khe hở với kích thước lớn thành nhiều khe nhỏ có kích thước nhỏ phân bố dọc trụ Ngăn cách khối trụ vật liệu đá gốm khơng từ tính, đảm bảo độ cứng, chịu lực chịu nhiệt, ép chặt với khối trụ epoxy Tuy nhiên, việc chia thành khe tổng chiều dài khe hở vấn đề mang tính thời mà nhà nghiên cứu nước quan tâm, đặc biệt Công ty chế tạo CKBN Việt Nam Trong báo này, nhóm tác giả sử dụng phương pháp tính tốn giải tích dựa lý thuyết mơ hình mạch từ Sau đó, nhóm tác giả áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) [6] để tính tốn mơ tham số điện cảm với số lượng khe hở khác nhau, từ đưa mối quan hệ số lượng khe hở với giá trị điện cảm Qua đề xuất số lượng khe hở phù hợp tính tốn, thiết kế CKBN, nhằm nâng cao hiệu suất đạt công suất thiết kế Xác định thơng số điện cảm qua mơ hình mạch từ Trong phần này, nhóm tác giả dựa vào mơ hình mạch từ để xác định thơng số kích thước điện cảm CKBN Để có thơng số dựng mơ hình mơ phỏng, thực tính tốn thơng số thiết kế CKBN pha có cơng suất 35 MVAr, điện áp 500/√3 kV tần số 50 Hz Với tổ ba CKBN này, dùng lưới điện ba pha, công suất tổng 105 MVAr Thơng số kích thước CKBN pha mơ tả hình Dy Hy Wy Hc Hw Ww Dc Hình Các kích thước chủ yếu CKBN Thể tích phần khe hở cần thêm vào mạch từ thông số quan trọng cần tính tốn, xác định thơng qua phương trình dựa mơ hình mạch từ Thể tích khe hở phụ thuộc http://jst.tnu.edu.vn 269 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 226(11): 268 - 276 vào thơng số cuộn kháng: CSPK, từ cảm mạch từ, tần số lưới điện, lượng tích trữ không gian dây quấn khe hở, điện cảm dây quấn Từ cấu trúc CKBN, bỏ qua từ thơng rị, chia mạch từ thành phần khác để dựng mơ hình mạch từ tương đương qua từ trở phần mạch từ mơ tả hình 2a, biến đổi tương đương thành sơ đồ hình 2b 2c R1 R2 Rg R5 Rg R6 F=IN Rg R246 F=IN R135 R7 F=IN Rc R7 R4 R3 (a) (b) (c) Hình Sơ đồ mạch từ thay CKBN Sức từ động dòng điện I chạy N vòng dây sinh biểu diễn nguồn sức từ động F thể mạch từ thay Do tính đối xứng mạch từ, nên từ trở phần gông trên, gông dưới, phần mạch từ hai bên từ trở phần trụ xác định theo phương trình 2𝑊𝑦 +𝐷𝑐 +𝐻𝑦 𝑅1 = 𝑅2 = 𝑅3 = 𝑅4 = 𝜇 2.𝐻 𝐷 (H-1) (1) 𝑅5 = 𝑅6 = 𝑦 𝐻𝑐 +𝐻𝑦 , 𝜇 𝐻𝑦 𝐷𝑦 𝑅7 = 𝑦 4.(𝐻𝑐 +𝐻𝑦 −𝑙𝑔 ) 𝜇 𝜋𝐷𝑐2 (H-1) (2a-b) Trong đó, µ (H/m) từ thẩm vật liệu sắt từ, lg (m) tổng chiều dài khe hở trụ, Wy, Dc, Hy, Dy (m) thơng số kích thước mơ tả hình Sau biến đổi tương đương sơ đồ mạch từ, từ trở tương đương phần sắt từ xác định: 𝑅𝑐 = 4.(𝐻𝑐 +𝐻𝑦 −𝑙𝑔 ) 𝜇.𝜋.𝐷𝑐2 + 2𝑊𝑦 +𝐷𝑐 +2𝐻𝑦 +𝐻𝑐 2𝜇.𝐻𝑦 𝐷𝑦 (H-1) (3) Từ trở phần khe hở trụ xác định: 𝑅𝑔 = 4.𝑙𝑔 𝜇0 𝜋.𝐷𝑐2 (H-1) (4) Từ phương trình (3) (4) nhận thấy, thường từ thẩm vật liệu kỹ thuật điện làm mạch từ có giá trị lớn so với từ thẩm khe hở, nên từ trở Rc nhỏ so với Rg Khi tính tốn kích thước sơ CKBN, bỏ qua thành phần Rc sơ đồ mạch từ thay Từ quan hệ sức từ động F với từ thông từ trở mạch từ, xác định quan hệ dịng điện với thơng số khe hở trụ Dịng điện xác định phương trình (5) 𝐵𝑚 𝑙𝑔 √ 𝜇0 𝑁 𝐼 = ( 2) (A) (5) Trong đó: N, Bm μ0 số vòng dây dây quấn, từ cảm cực đại độ từ thẩm khơng khí Thành phần điện trở dây quấn nhỏ so với điện kháng, bỏ qua xác định thơng số mạch từ Quan hệ sức điện động cảm ứng dây quấn với thông số mạch từ xác định theo phương trình đây: 2𝜋 𝐸 = ( ) 𝑓 𝑁 𝐵𝑚 𝐴𝑔 (V) (6) √2 Trong đó, Ag tiết diện khe hở Từ phương trình (5) (6), thể tích khe hở khơng khí xác định theo phương trình: 𝑄 𝑉𝑔 = 𝜋 (m3) (7) 𝜇0 𝑓.𝐵𝑚 Trong công thức (7), Q CSPK CKBN Khi CSPK, mật độ từ thông tần số lưới điện khơng đổi thể tích khe hở cần tính tốn khơng đổi Từ thể tích khe hở xác định tiết http://jst.tnu.edu.vn 270 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 226(11): 268 - 276 diện chiều dài khe hở, hai thơng số kích thước quan trọng, ảnh hưởng đến tổng thể tổn hao cơng suất kích cỡ CKBN Chiều dài khe hở trụ xác định qua thể tích tiết diện khe hở theo phương trình (8) 𝑉 𝑙𝑔 = 𝐴𝑔 (m) (8) 𝑔 Để giảm ảnh hưởng từ trường tản, tính tốn thiết kế CKBN cần tính chọn chiều dài khe hở phù hợp chia nhỏ thành “g” khe hở phân bố trụ qua giảm điện cảm tản Với thể tích khe hở khơng đổi, muốn giảm chiều dài khe hở cần tăng tiết diện khe hở, tỉ lệ tiết diện chiều dài khe hở Ag/lg giảm nên số vòng dây giảm Nhưng tiết diện khe hở tăng khiến tăng lượng sắt chu vi vòng dây Coi tiết diện khe hở tiết diện trụ, xác định đường kính trụ theo phương trình (9) 𝐷𝑐 = √ 4.𝐴𝑔 (9) (m) 𝜋 Từ tiết diện đường kính trụ, xác định kích thước gơng theo phương trình sau 𝐷𝑦 = 𝐷𝑐 (m) ; 𝐻𝑦 = 𝐴𝑔 2.𝐷𝑦 (m) (10a-b) Điện cảm dây quấn xác định thơng qua mơ hình mạch điện theo CSPK điện áp hiệu dụng theo phương trình (11) 𝑈2 𝐿 = 𝜔.𝑄 (H) (11) Trong đó: U (V) điện áp pha đặt vào dây quấn,  (rad/s) tần số góc, Q (VAr) CSPK CKBN Điện cảm xác định qua mơ hình mạch từ, biến đổi từ phương trình (5) (6) 𝐴𝑔 𝐿 = 𝑁 𝜇0 ( 𝑙 ) = 𝑁 𝑃𝑔 (H) (12) 𝑔 Từ phương trình (12), xác định sơ số vịng dây theo phương trình (13) 𝐿 𝑁 = √ 𝐴𝑔 (vòng) 𝜇0 ( ) (13) 𝑙𝑔 Xung quanh khe hở xuất thành phần từ thông tản lan khỏi khối trụ quay khối trụ lân cận làm tăng từ dẫn phần khe hở, cần chia nhỏ thành “g” khe hở phân bố trụ Từ dẫn khu vực xung quanh lân cận khe hở xác định theo [4], biến đổi với trụ có tiết diện trịn 𝐷 𝜋ℎ 𝑃𝑓 = 𝜇0 (1 + 𝑙𝑛 ) (H) (14) √𝜋 2𝑙𝑎 Từ dẫn khe hở có kể đến ảnh hưởng từ thông tản xung quanh khe hở khe xác định theo phương trình (15) 𝑃𝑔𝑓 = 𝑃𝑔 + 𝑃𝑓 (H) (15) Phương trình quan hệ điện cảm số vịng dây xét đến từ dẫn mạch từ từ dẫn khe hở 𝐿 = 𝑁 (𝑃𝑐 + 𝑃𝑔𝑓 ) (H) (16) Thơng số CSPK Điện áp định mức Dịng điện định mức Điện cảm tổng Đường kính trụ Chiều cao trụ Tổng chiều dài khe hở trụ Số khe hở trụ Số vòng dây quấn http://jst.tnu.edu.vn Bảng Thơng số CKBN Ký hiệu Q (MVAr) U (kV) I (A) L (H) Dc (mm) Hc (mm) lg (mm) g N (vòng) 271 Giá trị 35 500⁄ √3 121,24 7,5788 698 1793 390 Xét từ đến 30 khe 2020 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 226(11): 268 - 276 Thơng qua mơ hình mạch từ phương trình nêu trên, xác định thơng số kích thước CKBN có công suất dùng lưới điện cao áp siêu cao áp Với CKBN pha có cơng suất 35 MVAr, điện áp 500/√𝟑 kV tần số 50 Hz, kết tính tốn thơng số kích thước CKBN tổng hợp bảng Bảng kết sử dụng để thực mô hình mơ phương pháp FEM Phương pháp phần tử hữu hạn Như biết, phương pháp FEM phương pháp số sử dụng rộng rãi để giải toán điện từ lĩnh vực kỹ thuật [6] Hệ phương trình Maxwell với luật trạng thái viết sau: 𝜕𝐵 Định luật cảm ứng Faraday: ∇×𝐸 =− (17) 𝜕𝑡 Định luật Gauss từ trường: ∇•B =0 (18) 𝜕𝐷 Định luật Ampere: ∇×𝐻 =𝐽+ (19) 𝜕𝑡 Định luật Gauss điện trường: ∇•D=ρ (20) Trong phương pháp FEM, điện cảm xác định thơng qua lượng theo phương trình sau: ⃗ 𝐵 ⃗ , 𝑊𝑚 = ∭ 𝑤𝑚 𝑑𝑣, 𝐿 = 2.𝑊2𝑚 𝑤𝑚 = 𝐻 (21a-b-c) 𝐼 ⃗,𝐻 ⃗ thứ tự lượng, mật độ lượng đơn vị thể tích, vectơ từ Trong đó: Wm, wm, 𝐵 cảm vectơ cường độ từ trường Nhóm tác giả sử dụng phương pháp FEM qua cơng cụ Ansys Maxwell 3D để thực mơ hình hóa mơ CKBN có thơng số thiết kế bảng Tính xác phương pháp FEM qua công cụ Ansys Maxwell xác thực đối sánh qua nghiên cứu trước [8]-[10] Độ xác kết phụ thuộc vào phương pháp kích thước lưới chia Sử dụng giải “Magnetostatic” để khảo sát phân bố từ cảm xác định giá trị điện cảm Để đánh giá tác động phân chia khe hở trụ tới thông số điện cảm, nhóm nghiên cứu xây dựng mơ hình hóa mô cho trường hợp số lượng khe hở khác Trên hình mơ hình trường hợp khơng chia khe hở, có khe hở trụ mơ hình đối tượng có phân chia khe hở trụ Tiết diện chiều dài khe hở tính tốn phần trước Tất thơng số kích thước đối tượng trường hợp khe hở khác gán biến hay xác định qua biến độc lập (chiều dài khe hở l g, đường kính trụ Dc, chiều cao khối trụ lc, khoảng cách dây quấn với trụ gơng bwc, kích thước dây quấn Hw Ww) qua thực mơ cho CKBN có thơng số (a) (b) (c) Hình Mơ hình CKBN pha khơng phân chia chia khe hở trụ Khe hở thêm vào trụ để giảm từ thông nhằm tránh bão hòa mạch từ, nhiên lại xuất từ trường tản lớn xung quanh khe hở hình 4, gây ảnh hưởng tới thông số CKBN http://jst.tnu.edu.vn 272 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology (a) 226(11): 268 - 276 (b) (c) Hình Phân bố từ thơng tản xung quanh khe hở Trên hình thấy, xuất từ thơng tản xung quanh khu vực khe hở, móc vịng hai khối trụ Thành phần từ thông tản từ khối trụ quay khối trụ lân cận, hướng vào thép theo góc khác làm ảnh hưởng đến thơng số CKBN, có gia tăng từ cảm xung quanh khối trụ, dẫn đến phân bố từ cảm khối trụ không đồng đều, làm gia tăng tổn hao sắt từ Thêm nữa, thành phần từ thơng tản móc vòng với dây quấn xung quanh khe hở, gây tăng điện cảm tổn hao dịng điện xốy dây quấn Ở trường hợp không chia khe hở hình 4a, có khe hở với chiều dài lớn, từ trường tản lớn móc vịng vào khơng gian dây quấn làm tăng thành phần điện cảm tản tăng điện cảm tổng lớn giá trị tính tốn theo u cầu từ phương trình (11) Do điện cảm lớn nên dòng điện đạt khoảng 63,5% dòng điện định mức, tương ứng 63,5% giá trị CSPK theo yêu cầu Để giảm ảnh hưởng từ trường tản, cần chia thành nhiều khe hở phân bố dọc trụ, với tổng chiều dài khe hở khơng thay đổi Qua tăng từ trở tổng vùng lân cận xung quanh khe hở, giảm điện cảm tản điện cảm tổng CKBN Như hình 4b chia thành khe, từ trường tản có giảm cắt vào không gian dây quấn Với trường hợp nhiều khe hở hình 4c, từ trường tản giảm đáng kể so với trường hợp khe hở, thành phần từ trường gần khơng móc vịng tới khơng gian dây quấn, cịn lại thành phần từ trường rị Kết phân bố từ cảm giá trị điện cảm trường hợp phân chia số lượng khe hở khác thể phần Kết bàn luận Thông qua công cụ Ansys Maxwell, thực mô hình hóa mơ cho trường hợp số lượng khe hở khác nhau, từ 30 khe hở phân bố trụ, đưa phân bố biên độ từ cảm vị trí khác xác định điện cảm trường hợp khe hở Phân bố biên độ từ cảm đoạn D1-D2 dọc theo chiều cao dây quấn ứng với số lượng khe hở khác hình Hình Phân bố từ cảm dọc đoạn D1-D2 theo chiều cao dây quấn http://jst.tnu.edu.vn 273 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 226(11): 268 - 276 Hình Chênh lệch điểm có từ cảm lớn với giá trị từ cảm trung bình Từ hình cho thấy, trường hợp không phân chia khe hở số khe hở ít, giá trị từ cảm có chênh lệch lớn dọc chiều cao cạnh dây quấn, điểm có từ cảm lớn có từ cảm lớn gấp 1,7 lần giá trị trung bình Từ cảm khu vực dây quấn gần khe hở có giá trị lớn khu vực lại dọc theo chiều cao dây quấn Khi tăng số lượng khe hở, từ cảm giảm đáng kể phân bố đồng vị trí theo chiều cao dây quấn, qua giảm ảnh hưởng từ trường tản lên dây quấn Như hình 6, trường hợp chia thành khe hở, sai khác điểm có từ cảm lớn với giá trị từ cảm trung bình 6,4% Sai khác cịn 5,5% chia thành khe hở Để thấy phân bố từ cảm khối trụ, xét hai đoạn vng góc với X1-X2 Y1Y2 khối trụ, giá trị từ cảm hai đoạn xét ứng với trường hợp số lượng khe hở khác thể tương ứng hai hình hình thích mơ tả vị trí xét Hình Phân bố từ cảm đoạn X1-X2 ngang khối trụ Hình Phân bố từ cảm đoạn Y1-Y2 http://jst.tnu.edu.vn 274 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 226(11): 268 - 276 Trên hình hình cho thấy phân bố không đồng từ cảm khối trụ, có chênh lệch biên độ từ cảm xung quanh cạnh khối trụ với từ cảm lòng khối trụ, nguyên nhân xuất thành phần từ thông tản xung quanh lân cận khe hở nên từ thông bề mặt cạnh ngồi khối trụ lớn phía khối trụ Khi tăng số lượng khe hở giảm độ chênh lệch biên độ từ cảm bề mặt khối trụ với từ cảm lòng khối trụ Tiếp theo, dựa vào phương trình (21a-b-c) để xác định thành phần điện cảm thông qua lượng, đưa mối quan hệ điện cảm tổng điện cảm tản ứng với trường hợp số lượng khe hở trụ khác Giá trị điện cảm định dòng điện CSPK hoạt động CKBN Kết thành phần điện cảm ứng với trường hợp khe hở thay đổi từ đến 30 khe hở thể đặc tính hình Hình Mối quan hệ điện cảm tổng điện cảm tản với số lượng khe hở trụ Từ đặc tính quan hệ giá trị điện cảm tổng điện cảm tản với số lượng khe hở phân bố trụ cho thấy, với số lượng khe hở nhỏ chiều dài khe hở lớn, thành phần từ thông tản điện cảm tản lớn, dẫn đến điện cảm tổng lớn Khi tăng số lượng khe hở từ đến khe điện cảm tản điện cảm tổng giảm rõ rệt, tăng số khe từ dẫn tổng vùng lân cận xung quanh khe hở giảm, hay ngược lại từ trở vùng xung quanh khe hở tăng, dẫn đến giảm từ trường tản điện cảm tản Tiếp tục tăng số khe hở lên tới 30 khe cho thấy điện cảm có giảm không đáng kể Với kết trên, chia số khe hở từ khe đạt giá trị điện cảm theo yêu cầu Kết nghiên cứu cho tranh quan hệ giá trị điện cảm với số lượng khe hở, từ giúp nhà thiết kế chế tạo lựa chọn số lượng khe hở phù hợp tính tốn thiết kế CKBN Kết luận Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả sử dụng phương pháp giải tích dựa lý thuyết mơ hình mạch từ để đưa thơng số kích thước CKBN, nhằm xây dựng mơ hình mơ phương pháp phần tử hữu hạn qua công cụ Ansys Maxwell thuộc gói Ansys Electronics Từ đó, đưa phân bố từ cảm trụ từ cảm dọc chiều cao dây quấn, xác định giá trị điện cảm ứng với trường hợp phân chia số lượng khe hở khác thông qua lượng Khi khơng phân chia khe hở, điện cảm nhận có giá trị lớn điện cảm tản lớn, giảm lượng CSPK tiêu thụ từ lưới Cần chia khe hở thành nhiều khe hở nhỏ phân bố dọc trụ để giảm từ trường tản, giảm điện cảm tản điện cảm tổng CKBN Nhóm tác giả thực mơ hình hóa mơ cho trường hợp phân chia khe hở để tính tốn thành phần điện cảm với số lượng khe hở khác nhau, đưa mối quan hệ số lượng khe hở với giá trị điện cảm Qua đề xuất số lượng khe hở phù hợp tính tốn nhằm mục đích đạt điện cảm hay công suất thiết kế CKBN http://jst.tnu.edu.vn 275 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 226(11): 268 - 276 Lời cám ơn Nghiên cứu tài trợ Đại học Bách khoa Hà Nội (HUST) đề tài mã số T2021-PC-006 Tác giả xin chân thành cảm ơn Nhà trường hỗ trợ kinh phí nghiên cứu thơng qua đề tài Tác giả xin trân trọng cảm ơn Bộ môn Kỹ Thuật Điện, Trường Đại học Quy Nhơn tạo điều kiện cho phép sử dụng phần mềm quyền ANSYS MAXWELL thuộc gói ANSYS Electronics Desktop V19 R1 TÀI LIỆU THAM KHẢO/ REFERENCES [1] G Deb, “Ferranti Effect in Transmission Line,” International Journal of Electrical and Computer Engineering (IJECE), vol 2, no 4, pp 447-451, August 2012 [2] A D S Sri, “Depiction and Compensation of Ferranti Effect in Transmission Line,” International Journal for Research in Applied Science & Engineering Technology (IJRASET), ISSN: 2321-9653, vol 6, no III, pp 1522-1526, March 2018 [3] Z Gajić, B Hillström, and F Mekić, “HV Shunt Reactor Secrets for Protection Engineers,” Proceedings of the 30th Annual Western Protective Relay Conference, Spokane, WA, October 2003 [4] A Balakrishnan, W T Joines, and T G Wilson, “Air-gap reluctance and inductance calculations for magnetic circuits using a Schwarz-Christoffel transformation,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol 12, pp 654-663, 1997 [5] E Nashawati, N Fischer, B Le, and D Taylor, "Impacts of Shunt Reactors on Transmission Line Protection," Proceedings of the 38th Annual Western Protective Relay Conference, Spokane, WA, October 2011, pp 1-16 [6] O C Zienkiewicz, R L Taylor, and J Z Zhu, The Finite Element Method: Its Basis and Fundamentals Butterworth-Heinemann ISBN 978-0-08-095135-5, 2013 [7] W M Colonel and T Mclyman, Transformer and Inductor Design Handbook, 3th edition, ISBN: 08247-5393-3, USA, 2004 [8] A Y Arabul, E Kurt, I Senol, and F K.Arabul, “An ınvestigation on flux density of three phase distributed Air-Gap 3-5 legged shunt reactor,” IRES-27th ICIET, Amsterdam, Netherlands, 25 December 2015 [9] K Dawood, “Modeling of Distribution Transformer for Analysis of Core Losses of Different Core Materials Using FEM,” 8th International Conference on Modeling Simulation and Applied Optimization (ICMSAO), Manama, Bahreyn, 2019 [10] M Mu, F Zheng, Q Li, and F C Lee, "Finite Element Analysis of Inductor Core Loss Under DC Bias Conditions," IEEE Transactions on Power Electronics, vol 28, no 9, pp 4414-4421, Sept 2013, doi: 10.1109/TPEL.2012.2235465 http://jst.tnu.edu.vn 276 Email: jst@tnu.edu.vn ... cho thấy, với số lượng khe hở nhỏ chiều dài khe hở lớn, thành phần từ thông tản điện cảm tản lớn, dẫn đến điện cảm tổng lớn Khi tăng số lượng khe hở từ đến khe điện cảm tản điện cảm tổng giảm... chia khe hở để tính tốn thành phần điện cảm với số lượng khe hở khác nhau, đưa mối quan hệ số lượng khe hở với giá trị điện cảm Qua đề xuất số lượng khe hở phù hợp tính tốn nhằm mục đích đạt điện. .. khe cho thấy điện cảm có giảm khơng đáng kể Với kết trên, chia số khe hở từ khe đạt giá trị điện cảm theo yêu cầu Kết nghiên cứu cho tranh quan hệ giá trị điện cảm với số lượng khe hở, từ giúp