(Luận văn thạc sĩ) phương pháp sai phân hữu hạn trong tính toán quá điện áp hệ thống nối đất

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ TRUNG HIẾU PHƯƠNG PHÁP SAI PHÂN HỮU HẠN TRONG TÍNH TỐN Q ĐIỆN ÁP HỆ THỐNG NỐI ĐẤT NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ TRUNG HIẾU PHƯƠNG PHÁP SAI PHÂN HỮU HẠN TRONG TÍNH TỐN Q ĐIỆN ÁP HỆ THỐNG NỐI ĐẤT NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS HỒ VĂN NHẬT CHƯƠNG Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2015 Phương pháp sai phân hữu hạn tính tốn q điện áp hệ thống nối đất LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: LÊ TRUNG HIẾU - Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 17/02/1976 - Nơi sinh: Bến Tre Quê quán: Giồng Trôm, Bến Tre - Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: Trƣờng Cao Đẳng Nghề Trà Vinh Điện thoại quan: - Điện thoại nhà riêng: 0919186867 Fax: - E-mail: lthieu76@yahoo.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Cao đẳng: Hệ đào tạo: Chính quy - Thời gian đào tạo: 09/1995 – 09/1998 Nơi học: Trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TPHCM Ngành học: Điện khí hóa & Cung cấp điện Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy - Thời gian đào tạo từ 10/2000 đến 10/2002 Nơi học: Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Ngành học: Điện Khí Hóa – Cung Cấp Điện Năm tốt nghiệp: 2003 III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Từ 10/1998 đến 10/2000 Thành phố HCM Từ 06/2003 đến 09/2004 Công ty Cổ Phần In Bến Tre Từ 09/2004 đến 09/2008 Từ 12/2008 đến Cơng ty Cổ Phần Bƣu Chính Viễn Thơng Sài Gịn(SPT) Trƣờng Cao Đẳng Nghề Trà Vinh i Cơng việc đảm nhiệm Lắp đặt điện, nƣớc cơng trình dân dụng Bảo trì điện Nhân viên kỹ thuật Giáo viên Phương pháp sai phân hữu hạn tính tốn q điện áp hệ thống nối đất LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 09 tháng 10 năm 2015 (Ký tên ghi rõ họ tên) ii Phương pháp sai phân hữu hạn tính tốn q điện áp hệ thống nối đất LỜI CẢM ƠN Trƣớc hết xin chân thành kính trọng biết ơn sâu sắc quý Thầy, Cô giảng viên trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh, Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức quý báu cho tơi tồn khóa học Đặc biệt, xin chân thành cảm ơn Thầy PGS.TS Hồ Văn Nhật Chƣơng, ngƣời tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ suốt trình thực đề tài luận văn tốt nghiệp giúp tơi hồn thành luận văn thời hạn Xin chân thành cảm ơn gia đình ln bên tơi ủng hộ, động viên cho tơi q trình thực luận văn Với thời gian có hạn, việc thực luận văn chắn không tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến quý báu quý Thầy, Cô bạn để luận văn hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2015 Ngƣời thực LÊ TRUNG HIẾU iii Phương pháp sai phân hữu hạn tính tốn q điện áp hệ thống nối đất MỤC LỤC Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan đề tài 1.2 Nội dung nghiên cứu 1.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 1.4 Điểm luận văn 1.5 Các nghiên cứu nƣớc TỔNG QUÁT VỀ QUÁ ĐIỆN ÁP TRÊN HỆ THỐNG NỐI ĐẤT 2.1 Quá điện áp khí 2.1.1 Biên độ d ng s t xác suất xuất 2.1.2 Độ dốc đầu sóng d ng điện s t xác suất xuất 2.1.3 Cƣờng độ hoạt động s t 10 2.1.4 Cực tính s t 11 2.2 Quá điện áp nội 11 2.2.1 Phân loại điện áp nội 11 2.2.2 Vấn đề nối đất điểm trung tính hệ thống điện 13 2.3 Quá điện áp cộng hƣởng 15 2.4 Các yếu tố ảnh hƣởng đến hệ thống nối đất tản d ng điện sét 16 2.4.1 Khái niệm nối đất 16 2.4.2 Điện trở tản xung dạng nối đất tập trung 20 2.4.3 Điện trở xung nối đất kéo dài bỏ qua tƣợng ion hóa đất 20 2.4.4 Điện trở xung nối đất k o dài có q trình phóng điện đất 21 2.5 Tổng quan mơ hình nối đất phƣơng pháp số 21 2.5.1 Sơ lƣợc hƣớng tiếp cận mơ hình tính tốn hệ thống nối đất thu sét 21 2.5.2 Cách tiếp cận mạch điện 23 2.5.3 Cách tiếp cận trƣờng điện từ 23 2.5.4 Cách tiếp cận hỗn hợp 24 2.5.5 Cách tiếp cận đƣờng dây truyền tải 24 vi Phương pháp sai phân hữu hạn tính tốn q điện áp hệ thống nối đất 2.6 Giới thiệu phƣơng pháp số phổ biến 25 2.6.1 Phƣơng pháp phần tử hữu hạn 25 2.6.2 Phƣơng pháp sai phân hữu hạn 27 2.7 Hƣớng nghiên cứu đề tài 27 Chƣơng 29 PHƢƠNG PHÁP SAI PHÂN HỮU HẠN 29 3.1 Những khái niệm sử dụng phuơng pháp sai phân hữu hạn 29 3.1.1 Hệ thống đại lƣợng chuẩn Gauss 29 3.1.2 Điều kiện biên 29 3.1.3 Hệ phƣơng trình Maxwell 29 3.2 Sóng điện từ lan truyền không gian theo thời gian phƣơng pháp sai phân hữu hạn 30 3.2.1 Sóng điện từ khơng gian tự với điều kiện biên hấp thụ tuyệt đối 32 3.2.2 Sóng điện từ mơi trƣờng điện môi lý tƣởng 33 3.2.3 Sóng điện từ mơi trƣờng điện mơi có tổn hao 34 3.3 Áp dụng phƣơng pháp sai phân hữu hạn để tính tốn q điện áp hệ thống nối đất 35 3.3.1 Phƣơng pháp sai phân hữu hạn 35 3.3.2 Mơ hình đƣờng dây truyền tải hệ thống nối đất 36 3.3.3 Áp dụng phƣơng pháp sai hữu hạn để tính mơ hình tƣơng đƣơng nối đất 36 3.3.4 Áp dụng phƣơng pháp sai phân vào nối đất 38 3.3.5 Cách tính điện áp, d ng điện dẫn chôn dƣới đất x t đến tƣợng ion hóa đất 40 3.3.6 Cách xác định d ng điện tản 41 3.3.7 Cách tính điện trở tản xung hệ thống nối đất 41 3.3.8 Mối liên hệ điện áp điện áp hệ thống lƣới nối đất 42 3.3.9 Thuật giải tổng quát cho nối đất 43 Chƣơng 44 KẾT QUẢ TÍNH TỐN Q ĐIỆN ÁP TRÊN 44 HỆ THỐNG NỐI ĐẤT BẰNG PHƢƠNG PHÁP 44 SAI PHÂN HỮU HẠN 44 vii Phương pháp sai phân hữu hạn tính tốn q điện áp hệ thống nối đất 4.1 Kết khảo sát điện áp điểm vị trí 44 4.1.1 Kết khảo sát l = 100m với giá trị đầu, cuối 44 4.1.2 Kết khảo sát điện áp nối đất với chiều dài l =10; 30; 60; 90; 120m 45 4.1.3 Kết khảo sát điện áp đầu nối đất thay đổi bán kính r =15mm; độ chơn sâu d=0.8m 50 4.2 Kết khảo sát điện áp thay đổi giá điện trở suất đất 55 4.2.1 Kết khảo sát điện áp đầu l = 10m, ρđ =50, 100, 200, 300, 400, 500Ωm 55 4.2.2 Điện áp x=0 l = 30m, ρđ =50, 100, 200, 300, 400, 500Ωm 60 4.2.3 Khảo sát điện áp đầu thanh l = 60m, ρđ =50, 100, 200, 300, 400, 500Ωm 63 4.2.4 Điện áp x=0 l = 90m, ρđ =50, 100, 200, 300, 400, 500Ωm 67 4.2.5 Điện áp x=0 l = 120m, ρđ =50, 100, 200, 300, 400, 500Ωm 72 Chƣơng 77 KẾT QUẢ KHẢO SÁT TỔNG TRỞ XUNG KÍCH TRÊN HỆ THỐNG NỐI ĐẤT BẰNG PHƢƠNG PHÁP SAI PHÂN HỮU HẠN 77 5.1 Kết khảo sát tổng trở xung kích cho nối đất với chiều dài l =10; 30; 60; 90; 120m thay đổi giá trị điện trở suất 77 5.1.1 Kết khảo sát tổng trở xung kích đầu l = 10m, ρđ =50, 100, 200, 300, 400, 500Ωm 77 5.1.4 Tổng trở x=0 l = 90m, ρđ =50, 100, 200, 300, 400, 500Ωm 84 5.1.5 Kết khảo sát tổng trở xung đầu l = 120m, ρđ =50, 100, 200, 300, 400, 500Ωm 85 5.2 Kết khảo sát tổng trở xung cho nối đất ứng với ρđ = 50Ωm thay đổi chiều dài l =10; 30; 60; 90; 120m 86 5.3 Ảnh hƣởng dạng sóng lên tổng trở xung nối đât 90 5.3.1 Dạng sóng i =( e-t/T1-e-t/T2) 91 5.3.2 Dạng sóng i =1(t) t ≥ 91 at(0  t   ds ) 92 1(t   ds ) 5.3.3 Dạng sóng i   5.3.4 Dạng sóng i =e-t/T 93 viii Phương pháp sai phân hữu hạn tính tốn q điện áp hệ thống nối đất  A.t (0  t   ds )  5.3.5 Dạng sóng i =  Bt  C ( ds  t  T ) 94 0(t  T )  5.3.6 Tổng hợp tổng trở xung giá trị d ng điện i =( e-t/T1-e-t/T2); i =1(t); 94 KẾT LUẬN 97 T I LIỆU THAM KHẢO 98 PHỤ LỤC 101 ix Phương pháp sai phân hữu hạn tính tốn q điện áp hệ thống nối đất Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan đề tài Hệ thống nối đất phần tử quan trọng hệ thống điện tạo nên an tồn cho ngƣời, đảm bảo vận hành mạng điện đảm bảo tản dịng sét vào đất Chính mà thiết kế hệ thống nối đất, vấn đề cần đƣợc quan tâm tính tốn thiết kế tối ƣu đáp ứng điện áp lƣới nối đất Rất nhiều tiếp cận cho toán nhƣ phƣơng pháp giải tích, phần tử hữu hạn, phƣơng pháp Moment… Một hệ thống nối đất đẳng khái niệm lý thuyết trƣờng hợp t nh điện (lý tƣởng), trƣờng hợp thực tế, cảm ứng điện từ tạo hiệu điện hai điểm có giá trị lớn điện áp đặt vùng có giá trị khác Khi có tƣợng nhiễu điện xảy làm cho thiết bị hệ thống bị hƣ hỏng hay hoạt động sai chức Một nguyên nhân gây điện áp phóng điện từ s t, đóng cắt tải, ngắn mạch chạm đất,…Quá điện áp gây cố cho thiết bị điện, hệ thống nối đất cơng trình, tính mạng ngƣời Để hạn chế tổn thất đến mức tối thiểu gây q điện áp cần phải có thiết bị thu s t, hệ thống nối đất tốt Một có chế độ chống điện áp, hệ thống nối đất chống điện áp phải hiệu để đảm bảo tản nhanh d ng độ xuống đất tránh phóng ngƣợc lại cơng trình cần bảo vệ Điện trở tản điện áp lan truyền hệ thống nối đất hai yêu cầu để đánh giá đƣợc độ an toàn hệ thống nối đất Đối với hệ thống nối đất tập trung, điện trở tản xung điện áp gây d ng s t đƣợc dự đốn thơng qua cơng thức giải tích xác Tuy nhiên hệ thống nối đất k o dài việc dự đoán điện áp gây d ng s t lại gặp nhiều khó khăn Phương pháp sai phân hữu hạn tính tốn q điện áp hệ thống nối đất figure(1) hold on; grid on; plot(tg(h),U(1,h)',' r'); xlabel('Thoi gian'); ylabel('Dien ap'); title('DIEN AP TAI VI TRI : 0m') legend('l=10m','l=30m','l=60m','l=90m','l=120m',-1) Chƣơng trình tổng hợp t nh toán độ đ u nối đất có chiều dài l = 10;30;60;90;120m, phƣơng pháp sai ph n hữu hạn Dạng dòng sét is(t) = 1.0.(e-14203.84*t – e-4880435*t); bán kính 15mm clc; clear all; muy=4*pi*10^(-7); %he so dien moi er=80; %do tham dien tuong doi cua dat eo=1/(36*pi*10^9); %do tham dien tuyet doi rod=20; %dien tro suat cua dat rot=0.25*10^(-6); %dien tro suat cua r= 15*10^(-3); l=120 ; d=0.8 ; %ban kinh luc truoc 0.5 %chieu dai %do chon sau cua %Ec=300000; % V/m nguong cuong dien truong gay ion hoa dat % Cong thuc R,L,C,G W=log(2*l/sqrt(2*r*d))-1 ; L=muy*W/pi; C=pi*er*eo/W ; G=pi/(rod*W); R=rot/(pi*r*r); %thieu nhan voi l v=6e8; %v=3e8/sqrt(er) ; %thoi hang van toc truyen song m/s ie=119 ; %so segment cua 20 dx=l/ie ; dt=dx/v ; N=18000; %9000 %IO=Ec*2*pi*r*dx/rod %Thong so dong set ak=14203.84 ; bk=4880435 ; 107 Phương pháp sai phân hữu hạn tính tốn điện áp hệ thống nối đất Im=1.0 ; %Khoi dong cac he so A=zeros(ie,N); B=zeros(ie,N); CC=zeros(ie,N); D=zeros(ie,N); %Cac he so cua phuong trinh lap A(1:ie,1:N)=(1-R*dt/(2*L))/(1+R*dt/(2*L)); B(1:ie,1:N)=1.0/((R/2+L/dt)*dx); CC(1:ie,1:N)=(1-G*dt/(2*C))/(1+G*dt/(2*C)); D(1:ie,1:N)=1.0/((G/2+C/dt)*dx); %Khoi dong cac he so I=zeros(ie+1,N+1); U=zeros(ie+1,N+1); dI=zeros(ie+1,N+1); bankinh=zeros(ie+1); %Lap de tinh toan for z=1:ie for m= 1:N p=(m+1)*dt; q=m*dt; is=Im*(exp(-ak*p)-exp(-bk*p)); iss=Im*(exp(-ak*q)-exp(-bk*q)); I(1,m)=iss; % dong vao cua set for k=1 :ie I(k,m+1)=I(k,m)*A(k,m) +(U(k,m)-U(k+1,m))*B(k,m) ; if k>1 U(k,m+1)=U(k,m)*CC(k,m) + (I(k-1,m+1)-I(k,m+1))*D(k,m) ; end end % Dieu kien bien cua dien ap U(1,m)=U(2,m+1)+I(1,m)*(R+L) ; tam1= I(1,m)*R+(I(1,m)-I(1,m+1))*L/dt; U(1,m)=U(2,m+1)+ tam1; U(ie+1,m+1)=U(ie+1,m)*CC(ie,m)+I(ie,m+1)*2*D(ie,m) ; tam2=I(ie,m)*R+(I(ie,m)-I(ie,m+1))*L/dt; U(ie+1,m+1)=U(ie,m)-tam2; end end 108 Phương pháp sai phân hữu hạn tính tốn điện áp hệ thống nối đất dI(1:ie,1:N)=I(1:ie,1:N)-I(2:ie+1,1:N); tg=[1:N]*dt; h=1:N; figure(1) hold on; grid on; %plot (U(1:ie+1,1:100:N)'); figure(gcf) plot(tg(h),U(1,h)','-y'); %plot(tg(h),U(5,h)','-g'); %plot(tg(h),U(9,h)','-b'); %plot(tg(h),U(19,h)','-k'); xlabel('Thoi gian'); ylabel('Dien ap'); title('DIEN AP TAI VI TRI : 0m') legend('l=10m','l=30m','l=60m','l=90m','l=120m',-1) Chƣơng trình tổng hợp t nh toán độ đ u nối đất hi thay đổi giá tr điện trở suất đất clc; muy=4*pi*10^(-7); %he so dien moi er=20; %do tham dien tuong doi cua dat eo=1/(36*pi*10^9); %do tham dien tuyet doi rod=500; %dien tro suat cua dat rot=0.25*10^(-6); r= 15*10^(-3); l=120 ; d=0.8 ; %dien tro suat cua %ban kinh luc truoc 0.5 %chieu dai %do chon sau cua % Cong thuc R,L,C,G W=log(2*l/sqrt(2*r*d))-1 ; L=muy*W/pi; C=pi*er*eo/W ; G=pi/(rod*W); R=rot/(pi*r*r); %thieu nhan voi l T=6e9 ; ie=119 ; %thoi gian khao sat(micro s) %so segment cua dx=l/ie ; dt=dx/T ; N=36000; 109 Phương pháp sai phân hữu hạn tính tốn q điện áp hệ thống nối đất %Thong so dong set ak=14203.84 ; bk=4880435 ; Im=1.0 ; %Cac he so cua phuong trinh lap A=(1-R*dt/(2*L))/(1+R*dt/(2*L)); B=1.0/((R/2+L/dt)*dx); CC=(1-G*dt/(2*C))/(1+G*dt/(2*C)); D=1.0/((G/2+C/dt)*dx); %Khoi dong cac he so I=zeros(ie+1,N+1); U=zeros(ie+1,N+1); pack %Lap de tinh toan for m= 1:N p=(m+1)*dt; q=m*dt; is=Im*(exp(-ak*p)-exp(-bk*p)); iss=Im*(exp(-ak*q)-exp(-bk*q)); I(1,m)=iss; I(1:ie,m+1)=I(1:ie,m)*A +(U(1:ie,m)-U(2:ie+1,m))*B ; U(2:ie,m+1)=U(2:ie,m)*CC + (I(1:ie-1,m+1)-I(2:ie,m+1))*D ; U(1,m+1)=U(2,m+1)+I(1,m)*(R+L); U(1,m+1)=U(2,m)*CC+(0.5*(iss+is)-I(1,m+1))*2*D ; U(ie+1,m+1)=U(ie+1,m)*CC+I(ie,m+1)*2*D ; end tg=[1:N]*dt; h=1:N; figure(1) hold on; grid on; %plot (U(1:ie+1,1:100:N)'); figure(gcf) plot(tg(h),U(1,h)','-b'); xlabel('Thoi gian'); ylabel('Dien ap'); title('DIEN AP TAI VI TRI : 0m') legend('rod=50','rod=100','rod=200','rod=300','rod=400','rod=500',-1) 110 Phương pháp sai phân hữu hạn tính tốn q điện áp hệ thống nối đất Chƣơng trình tổng hợp tính tốn tổng trở xung đ u nối đất thay đổi giá tr điện trở suất đất clc; muy=4*pi*10^(-7); %he so dien moi er=80; %do tham dien tuong doi cua dat eo=1/(36*pi*10^9); %do tham dien tuyet doi rod=50; %dien tro suat cua dat rot=0.25*10^(-6); %dien tro suat cua r= 15*10^(-3); l=120 ; d=0.8 ; %ban kinh luc truoc 0.5 %chieu dai %do chon sau cua % Cong thuc R,L,C,G W=log(2*l/sqrt(2*r*d))-1 ; L=muy*W/pi; C=pi*er*eo/W ; G=pi/(rod*W); R=rot/(pi*r*r); %thieu nhan voi l T=6e9 ; %thoi gian khao sat(micro s) ie=119 ; %so segment cua dx=l/ie ; dt=dx/T ; N=36000; %Thong so dong set ak=14203.84 ; bk=4880435 ; Im=1.0 ; %Cac he so cua phuong trinh lap A=(1-R*dt/(2*L))/(1+R*dt/(2*L)); B=1.0/((R/2+L/dt)*dx); CC=(1-G*dt/(2*C))/(1+G*dt/(2*C)); D=1.0/((G/2+C/dt)*dx); %Khoi dong cac he so I=zeros(ie+1,N+1); U=zeros(ie+1,N+1); Z=zeros(ie+1,N+1); pack %Lap de tinh toan for m= 1:N 111 Phương pháp sai phân hữu hạn tính tốn q điện áp hệ thống nối đất p=(m+1)*dt; q=m*dt; is=Im*(exp(-ak*p)-exp(-bk*p)); iss=Im*(exp(-ak*q)-exp(-bk*q)); I(1,m)=iss; I(1:ie,m+1)=I(1:ie,m)*A +(U(1:ie,m)-U(2:ie+1,m))*B ; U(2:ie,m+1)=U(2:ie,m)*CC + (I(1:ie-1,m+1)-I(2:ie,m+1))*D ; U(1,m+1)=U(2,m+1)+I(1,m)*(R+L); U(1,m+1)=U(2,m)*CC+(0.5*(iss+is)-I(1,m+1))*2*D ; U(ie+1,m+1)=U(ie+1,m)*CC+I(ie,m+1)*2*D ; Z(1:ie,m+1)=U(1:ie,m+1)/I(1,m); end tg=[1:N]*dt; h=1:N; figure(1) hold on; grid on; plot(tg(h),Z(1,h)',' r'); xlabel('Thoi gian'); ylabel('Tong tro'); title('TONG TRO TAI VI TRI : 0m, ') legend('l=10m','l=30m','l=60m','l=90m','l=120m','rod=500',-1) Chƣơng trình khảo sát tổng trở xung kích có dạng sóng i =( e-t/T1-e-t/T2) clc; muy=4*pi*10^(-7); %he so dien moi er=20; %do tham dien tuong doi cua dat eo=1/(36*pi*10^9); %do tham dien tuyet doi rod=200; %dien tro suat cua dat rot=0.25*10^(-6); r= 15*10^(-3); %dien tro suat cua %ban kinh luc truoc 0.5 l=60 ; %chieu dai d=0.8 ; %do chon sau cua % Cong thuc R,L,C,G W=log(2*l/sqrt(2*r*d))-1 ; L=muy*W/pi; C=pi*er*eo/W ; G=pi/(rod*W); 112 Phương pháp sai phân hữu hạn tính tốn q điện áp hệ thống nối đất R=rot/(pi*r*r); %thieu nhan voi l T=6e9 ; %thoi gian khao sat(micro s) ie=59 ; %so segment cua dx=l/ie ; dt=dx/T ; N=36000; %Thong so dong set ak=14203.84 ; bk=4880435 ; Im=1.0 ; %Cac he so cua phuong trinh lap A=(1-R*dt/(2*L))/(1+R*dt/(2*L)); B=1.0/((R/2+L/dt)*dx); CC=(1-G*dt/(2*C))/(1+G*dt/(2*C)); D=1.0/((G/2+C/dt)*dx); %Khoi dong cac he so I=zeros(ie+1,N+1); U=zeros(ie+1,N+1); Z=zeros(ie+1,N+1); pack %Lap de tinh toan for m= 1:N p=(m+1)*dt; q=m*dt; is=Im*(exp(-ak*p)-exp(-bk*p)); iss=Im*(exp(-ak*q)-exp(-bk*q)); I(1,m)=iss; I(1:ie,m+1)=I(1:ie,m)*A +(U(1:ie,m)-U(2:ie+1,m))*B ; U(2:ie,m+1)=U(2:ie,m)*CC + (I(1:ie-1,m+1)-I(2:ie,m+1))*D ; U(1,m+1)=U(2,m+1)+I(1,m)*(R+L); U(1,m+1)=U(2,m)*CC+(0.5*(iss+is)-I(1,m+1))*2*D ; U(ie+1,m+1)=U(ie+1,m)*CC+I(ie,m+1)*2*D ; Z(1:ie,m+1)=U(1:ie,m+1)/I(1,m); end tg=[1:N]*dt; h=1:N; figure(1) hold on; grid on; 113 Phương pháp sai phân hữu hạn tính tốn q điện áp hệ thống nối đất plot(tg(h),Z(1,h)','-r'); xlabel('Thoi gian'); ylabel('Tong tro'); title('TONG TRO TAI VI TRI : 0m, ') legend('(e(-t1/T)-e(-t2/T)',-1) Chƣơng trình hảo sát tổng trở xung kích có dạng sóng i =e-t/T clc; muy=4*pi*10^(-7); %he so dien moi er=20; %do tham dien tuong doi cua dat eo=1/(36*pi*10^9); %do tham dien tuyet doi rod=200; %dien tro suat cua dat rot=0.25*10^(-6); r= 15*10^(-3); %dien tro suat cua %ban kinh luc truoc 0.5 l=60 ; %chieu dai d=0.8 ; %do chon sau cua % Cong thuc R,L,C,G W=log(2*l/sqrt(2*r*d))-1 ; L=muy*W/pi; C=pi*er*eo/W ; G=pi/(rod*W); R=rot/(pi*r*r); %thieu nhan voi l T=6e9 ; %thoi gian khao sat(micro s) ie=59 ; %so segment cua dx=l/ie ; dt=dx/T ; N=36000; Im=1.0 ; %Cac he so cua phuong trinh lap A=(1-R*dt/(2*L))/(1+R*dt/(2*L)); B=1.0/((R/2+L/dt)*dx); CC=(1-G*dt/(2*C))/(1+G*dt/(2*C)); D=1.0/((G/2+C/dt)*dx); %Khoi dong cac he so I=zeros(ie+1,N+1); U=zeros(ie+1,N+1); Z=zeros(ie+1,N+1); pack 114 Phương pháp sai phân hữu hạn tính tốn q điện áp hệ thống nối đất %Lap de tinh toan for m= 1:N p=(m+1)*dt; q=m*dt; is=Im*p; iss=Im*q; I(1,m)=iss; I(1:ie,m+1)=I(1:ie,m)*A +(U(1:ie,m)-U(2:ie+1,m))*B ; U(2:ie,m+1)=U(2:ie,m)*CC + (I(1:ie-1,m+1)-I(2:ie,m+1))*D ; U(1,m+1)=U(2,m+1)+I(1,m)*(R+L); U(1,m+1)=U(2,m)*CC+(0.5*(iss+is)-I(1,m+1))*2*D; U(ie+1,m+1)=U(ie+1,m)*CC+I(ie,m+1)*2*D ; Z(1:ie,m+1)=U(1:ie,m+1)/I(1,m); end tg=[1:N]*dt; h=1:N; figure(1) hold on; grid on; plot(tg(h),Z(1,h)','-b'); xlabel('Thoi gian'); ylabel('Tong tro'); title('TONG TRO TAI VI TRI : 0m, ') legend('I=1(t)',-1) Chƣơng trình khảo sát tổng trở xung kích có dạng sóng i =1(t) t ≥ clc; muy=4*pi*10^(-7); %he so dien moi er=20; %do tham dien tuong doi cua dat eo=1/(36*pi*10^9); %do tham dien tuyet doi rod=200; %dien tro suat cua dat rot=0.25*10^(-6); r= 15*10^(-3); %dien tro suat cua %ban kinh luc truoc 0.5 l=60 ; %chieu dai d=0.8 ; %do chon sau cua % Cong thuc R,L,C,G W=log(2*l/sqrt(2*r*d))-1 ; L=muy*W/pi; 115 Phương pháp sai phân hữu hạn tính tốn q điện áp hệ thống nối đất C=pi*er*eo/W ; G=pi/(rod*W); R=rot/(pi*r*r); %thieu nhan voi l T=6e9 ; %thoi gian khao sat(micro s) ie=59 ; %so segment cua dx=l/ie ; dt=dx/T ; N=36000; Im=1.0 ; %Cac he so cua phuong trinh lap A=(1-R*dt/(2*L))/(1+R*dt/(2*L)); B=1.0/((R/2+L/dt)*dx); CC=(1-G*dt/(2*C))/(1+G*dt/(2*C)); D=1.0/((G/2+C/dt)*dx); %Khoi dong cac he so I=zeros(ie+1,N+1); U=zeros(ie+1,N+1); Z=zeros(ie+1,N+1); pack %Lap de tinh toan for m= 1:N p=(m+1)*dt; q=m*dt; is=Im*p; iss=Im*q; I(1,m)=iss; I(1:ie,m+1)=I(1:ie,m)*A +(U(1:ie,m)-U(2:ie+1,m))*B ; U(2:ie,m+1)=U(2:ie,m)*CC + (I(1:ie-1,m+1)-I(2:ie,m+1))*D ; U(1,m+1)=U(2,m+1)+I(1,m)*(R+L); U(1,m+1)=U(2,m)*CC+(0.5*(iss+is)-I(1,m+1))*2*D; U(ie+1,m+1)=U(ie+1,m)*CC+I(ie,m+1)*2*D ; Z(1:ie,m+1)=U(1:ie,m+1)/I(1,m); end tg=[1:N]*dt; h=1:N; figure(1) hold on; grid on; 116 Phương pháp sai phân hữu hạn tính toán điện áp hệ thống nối đất plot(tg(h),Z(1,h)','-b'); xlabel('Thoi gian'); ylabel('Tong tro'); title('TONG TRO TAI VI TRI : 0m, ') legend('I=1(t)',-1) at(0  t   ds ) 1(t   ds ) 10 Chƣơng trình khảo sát tổng trở xung kích có dạng sóng i   clc; muy=4*pi*10^(-7); %he so dien moi er=20; %do tham dien tuong doi cua dat eo=1/(36*pi*10^9); %do tham dien tuyet doi rod=200; %dien tro suat cua dat rot=0.25*10^(-6); r= 15*10^(-3); %dien tro suat cua %ban kinh luc truoc 0.5 l=60 ; %chieu dai d=0.8 ; %do chon sau cua % Cong thuc R,L,C,G W=log(2*l/sqrt(2*r*d))-1 ; L=muy*W/pi; C=pi*er*eo/W ; G=pi/(rod*W); R=rot/(pi*r*r); %thieu nhan voi l T=6e9 ; %thoi gian khao sat(micro s) ie=59 ; %so segment cua dx=l/ie ; dt=dx/T ; N=36000; Im=2.0 ; %Cac he so cua phuong trinh lap A=(1-R*dt/(2*L))/(1+R*dt/(2*L)); B=1.0/((R/2+L/dt)*dx); CC=(1-G*dt/(2*C))/(1+G*dt/(2*C)); D=1.0/((G/2+C/dt)*dx); %Khoi dong cac he so I=zeros(ie+1,N+1); U=zeros(ie+1,N+1); 117 Phương pháp sai phân hữu hạn tính tốn q điện áp hệ thống nối đất Z=zeros(ie+1,N+1); pack %Lap de tinh toan for m=1:N; p=(m+1)*dt; q=m*dt; is=Im*p; iss=Im*p-q; I(1,m)=iss; I(1:ie,m+1)=I(1:ie,m)*A +(U(1:ie,m)-U(2:ie+1,m))*B ; U(2:ie,m+1)=U(2:ie,m)*CC + (I(1:ie-1,m+1)-I(2:ie,m+1))*D ; U(1,m+1)=U(2,m+1)+I(1,m)*(R+L); U(1,m+1)=U(2,m)*CC+(0.5*(iss+is)-I(1,m+1))*2*D; U(ie+1,m+1)=U(ie+1,m)*CC+I(ie,m+1)*2*D ; Z(1:ie,m+1)=U(1:ie,m+1)/I(1,m); end tg=[1:N]*dt; h=1:N; figure(1) hold on; grid on; plot(tg(h),Z(1,h)','-m'); xlabel('Thoi gian'); ylabel('Tong tro'); title('TONG TRO TAI VI TRI : 0m, ') legend('I=At,I=1(t)',-1) 11 Chƣơng trình khảo sát tổng trở xung kích có dạng sóng i = clc; muy=4*pi*10^(-7); %he so dien moi er=20; %do tham dien tuong doi cua dat eo=1/(36*pi*10^9); %do tham dien tuyet doi rod=200; rot=0.25*10^(-6); r= 15*10^(-3); %dien tro suat cua dat %dien tro suat cua %ban kinh luc truoc 0.5 %tmax=1.2e-6; %thoi gian khao sat 118  A.t (0  t   ds )   Bt  C ( ds  t  T ) 0(t  T )  Phương pháp sai phân hữu hạn tính tốn q điện áp hệ thống nối đất l=60 ; %chieu dai d=0.8 ; %do chon sau cua % Cong thuc R,L,C,G W=log(2*l/sqrt(2*r*d))-1 ; L=muy*W/pi; C=pi*er*eo/W ; G=pi/(rod*W); R=rot/(pi*r*r); %thieu nhan voi l T=6e9 ; %thoi gian khao sat(micro s) ie=59 ; %so segment cua dx=l/ie ; dt=dx/T ; N=36000; %Thong so dong set ak=14203.84 ; bk=4880435 ; %Im=1.0 ; %Cac he so cua phuong trinh lap A=(1-R*dt/(2*L))/(1+R*dt/(2*L)); B=1.0/((R/2+L/dt)*dx); CC=(1-G*dt/(2*C))/(1+G*dt/(2*C)); D=1.0/((G/2+C/dt)*dx); %Khoi dong cac he so I=zeros(ie+1,N+1); U=zeros(ie+1,N+1); Z=zeros(ie+1,N+1); pack %Lap de tinh toan for m= 1:N p=(m+1)*dt; q=m*dt; is=0.833*1.2e6*p-0.01*50e6*p+0.0123; iss=0.833*1.2e6*q-0.01*50e6*q+0.0123; I(1,m)=iss; I(1:ie,m+1)=I(1:ie,m)*A +(U(1:ie,m)-U(2:ie+1,m))*B ; U(2:ie,m+1)=U(2:ie,m)*CC + (I(1:ie-1,m+1)-I(2:ie,m+1))*D ; U(1,m+1)=U(2,m+1)+I(1,m)*(R+L); U(1,m+1)=U(2,m)*CC+(0.5*(iss+is)-I(1,m+1))*2*D ; U(ie+1,m+1)=U(ie+1,m)*CC+I(ie,m+1)*2*D ; 119 Phương pháp sai phân hữu hạn tính tốn q điện áp hệ thống nối đất Z(1:ie,m+1)=U(1:ie,m+1)/I(1,m); end tg=[1:N]*dt; h=1:N; figure(1) hold on; grid on; plot(tg(h),Z(1,h)',' r'); xlabel('Thoi gian'); ylabel('Tong tro'); title('TONG TRO TAI VI TRI : 0m, ') legend('I=e(-t/T)','I=at;t;0',-1) 120 S K L 0 ... mặt đất khoảng sâu Hình 11 Cọc nối đất Hệ thống nối đất đƣợc phân làm loại nối đất: nối đất làm việc, nối đất an toàn, nối đất chống sét 18 Phương pháp sai phân hữu hạn tính tốn q điện áp hệ thống. .. nhanh chóng 28 Phương pháp sai phân hữu hạn tính tốn q điện áp hệ thống nối đất Chƣơng PHƢƠNG PHÁP SAI PHÂN HỮU HẠN 3.1 Những khái niệm sử dụng phuơng pháp sai phân hữu hạn 3.1.1 Hệ thống đại ƣợng... phƣơng pháp sai phân hữu hạn vào nghiên cứu độ hệ thống nối đất? ?? tác giả chƣa khảo sát thay Phương pháp sai phân hữu hạn tính tốn q điện áp hệ thống nối đất đổi giá trị điện trở suất loại đất khác