THÔNG TIN TÀI LIỆU
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG XÂY DỰNG GIẢI PHÁP CHỐNG SÉT CHO CƠNG TRÌNH VIỄN THƠNG ĐIỂN HÌNH TẠI CÁC VÙNG MIỀN CỦA VIỆT NAM MÃ SỐ: T2018 SKC006541 Tp Hồ Chí Minh, tháng 04/2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM XÂY DỰNG GIẢI PHÁP CHỐNG SÉT CHO CƠNG TRÌNH VIỄN THƠNG ĐIỂN HÌNH TẠI CÁC VÙNG MIỀN CỦA VIỆT NAM Mã số: T2018-38TĐ Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS Quyền Huy Ánh TP HCM, tháng 04 năm 2019 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM XÂY DỰNG GIẢI PHÁP CHỐNG SÉT CHO CƠNG TRÌNH VIỄN THƠNG ĐIỂN HÌNH TẠI CÁC VÙNG MIỀN CỦA VIỆT NAM Mã số: T2018-38TĐ Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS Quyền Huy Ánh Thành viên đề tài: NCS Lê Quang Trung TP HCM, tháng 04 năm 2019 DANH SÁCH THÀNH VIÊN VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS Quyền Huy Ánh, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM Đơn vị phối hợp: NCS Lê Quang Trung, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM viii MỤC LỤC Trang DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ iii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU BẰNG TIẾNG VIỆT VÀ TIẾNG ANH viii Chương 1: MỞ ĐẦU 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu & nước 1.2 Tính cấp thiết đề tài 1.3 Mục tiêu đề tài…………………………………………………………………5 1.4 Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu……………………………………… 1.5 Đối tương phạm vi nghiên cứu………………… …………………………… 1.6 Nội dung nghiên cứu……………………………………………………………….6 Chương 2: CÁC VẤN ĐỀ CHUNG……………….………………………………… 2.1.Tính tốn rủi ro thiệt hại sét…………………………………………………… 2.2.Giải pháp chống sét điểm……………………………………………………… 2.3.Các tiêu chuẩn bảo vệ áp………………………………………………… … 10 2.4 Tổng quan về SPD 14 2.5 Các loại SPD 15 Chương 3: XÂY DỰNG MƠ HÌNH CẢI TIẾN THIẾT BỊ CHỐNG SÉT TRÊN ĐƯỜNG NGUỒN HẠ ÁP 17 3.1 Xây dựng mô hình cải tiến thiết bị chống sét hạ áp Matlab 17 3.2 Kiểm tra điện áp dư thiết bị chống sét 27 viii 3.3 Kết luận……………………………………………………………………… 30 Chương 4: QUI TRÌNH TÍNH RỦI RO, LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ CHỐNG SÉT TRÊN ĐƯỜNG NGUỒN CHO CƠNG TRÌNH ĐIỂN HÌNH .31 4.1 Tổng quan 31 4.2 Qui trình tính tốn lựa chọnTBCSĐN 31 4.3 Tính tốn cho cơng trình điển hình mang tính minh họa 36 4.4 Quy trình tính tốn cho cơng trình viễn thơng vùng miền Việt Nam 46 4.5 Kết luận 46 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN 48 5.1 Kết luận 48 5.2 Hướng nghiên cứu phát triển 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 PHỤ LỤC 52 viii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1.Giải pháp chống sét điểm 10 Hình 2.2.Các cấp điện áp cho phép thiết bị 12 Hình 2.3.Cách lắp đặt thiết bị bảo vệ áp hạ cho mạng pha 13 Hình 2.4.Cách lắp đặt thiết bị bảo vệ áp hạ cho mạng pha 13 Hình 2.5.Vị trí lắp đặt SPD tủ phân phối 14 Hình 2.6.Thiết bị cắt sét 15 Hình 2.7.Thiết bị lọc sét 16 Hình 3.1.Đặc tuyến V-I MOV 18 Hình 3.2.Sơ đồ mơ hình điện trở phi tuyến V = f(I) MOV 19 Hình 3.3.Mơ hình cải tiến MOV hạ áp 20 Hình 3.4.Biểu tượng thiết bị chống sét MOV hạ áp 21 Hình 3.5.Hộp thoại khai báo biến hộp thoại Initialization MOV 21 Hình 3.6.Hộp thơng số đầu vào mơ hình thiết bị chống sét MOV hạ áp 23 Hình 3.7.Sơ đồ mô thiết bị chống sét hạ áp 24 0 0 Hình 3.8.Điện áp dư S14K320 với xung 8/20µs, 3kA 28 C, 100 C 24 Hình 3.9.Điện áp dư S20K320 với xung 8/20µs, 3kA 28 C, 100 C 25 0 0 Hình 3.10.Điện áp dư B32K320 với xung 8/20µs, 5kA 28 C, 100 C 25 Hình 3.11.Điện áp dư B60K320 với xung 8/20µs, 5kA 28 C, 100 C 26 Hình 3.12 Thiết bị chống sét hạ áp MFV 20D511K 26 0 Hình 3.13.Điện áp dư MFV20D511K 28 C, 100 C 28 Hình 3.14 Thí nghiệm thiết bị MFV 20D511K với hệ thống AXOS8 28 Hình 3.15.Điện áp dư MFV 20D511K 28 C 29 Hình 3.16.Điện áp dư MFV 20D511K 100 C 29 Hình 4.1 Quy trình đánh giá rủi ro cho trạm viễn thông 32 Hình 4.2.Quy trình lựa chọn kiểm tra khả bảo vệ TBCSĐN……… … 34 Hình 4.3 Các dạng xung sét tiêu chuẩn 35 viii Hình 4.4 Giá trị điện áp dư độ sét thiết bị điện tử 36 Hình 4.5 Sơ đồ mơ mạng phân phối điện phần mềm Matlab 41 Hình 4.6 Dạng sóng điện áp dư qua tải AC chưa lắp đặt SPD 42 Hình 4.7 Dạng sóng điện áp dư qua tải DC chưa lắp đặt SPD 43 Hình 4.8 Dạng sóng điện áp dư tải AC xung sét 8/20µs 40kA 44 Hình 4.9 Dạng sóng điện áp dư tải DC xung sét 8/20µs 40kA 45 DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 2.1 Cấu hình bảo vệ áp lưới điện hạ áp 14 Bảng 2.2 Các tầng bảo vệ bảo vệ thiết bị lọc sét 16 Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật thiết bị chống sét hạ áp hãng SIEMENS 24 Bảng 3.2 So sánh điện áp dư theo mô theo catalogue thiết bị o S14K320 S20K320 28 C 100 C 25 Bảng 3.3 Thông số kỹ thuật thiết bị chống sét hạ áp EPCOS 25 Bảng 3.4 So sánh điện áp dư theo mô theo catalogue 0 thiết bị chống sét hạ áp EPCOS 28 C 100 C 27 Bảng 3.5 Thông số kỹ thuật thiết bị chống sét lan truyềnMFV 20D511K .28 Bảng 3.6 So sánh điện áp dư thực nghiệm thực tế mơ hình 30 Bảng 4.1 Giá trị rủi ro thành phần cho rủi ro R1 37 Bảng 4.2 Giá trị rủi ro thành phần cho rủi ro R2 38 Bảng 4.3 So sánh giá trị giá trị rủi ro với rủi ro theo tiêu chuẩn IEC 62305-2 .38 Bảng 4.4 Giá trị rủi ro thành phần cho rủi ro R1 39 Bảng 4.5 Giá trị rủi ro thành phần cho rủi ro R2 39 Bảng 4.6 So sánh giá trị rủi ro thành phần lắp đặt SPD với giá trị rủi ro theo tiêu cuẩn IEC 62305-2 40 Bảng 4.7 Giá trị mô điện áp dư qua tải chưa lắp SPD 42 Bảng 4.8 Giá trị mô điện áp dư qua tải AC lắp SPD tủ phân phối tủ phân phối phụ 44 viii Bảng 4.9 Giá trị điện áp dư qua tải DC lắp SPD tủ phân phối 45 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT - SPD: Surge Protective Device Thiết bị bảo vệ xung - MOV: Metal Oxide Varistor Biến trở Oxide kim loại - TBBVĐN Thiết bị bảo vệ chống sét lan truyền đường nguồn viii Đề tài nghiên cứu khoa học T2018-38 Bảng 4.9: Giá trị điện áp dư qua tải DC lắp SPD tủ phân phối Điện áp định mức MOV (V) (SPD cấp I) 275 275 275 Hình 4.9: Dạng sóng điện áp dư tải DC xung sét 8/20µs 40kA lan truyền đường nguồn vào tủ phân phối chính, có lắp đặt SPD 275V-100kA tủ phân phối Bước 5: Kiểm tra điện áp bảo vệ: - Từ kết mô sau lắp đặt thiết bị bảo vệ chống sét với dạng xung sét chuẩn 8/20µs, biên độ xung dòng 40kA cho thiết bị có xung dòng chịu đựng khác cấp bảo vệ khác nhau: + Cấp I: SPD-275V-40kA; SPD-275-70kA; SPD-275-100kA + Cấp II: SPD-275V-25kA; SPD-275-40kA; SPD-275-70kA - Kết mô điện áp dư UP (điện áp bảo vệ) sét gây sau lắp đặt thiết bị bảo vệ chống sét, chon thiết bị bảo vệ chống sét lan truyền đường nguồn hạ áp sau: + Lắp đặt thiết bị bảo vệ chống sét tủ phân phối chính: Với SPD cấp I, dạng xung sét 8/20µs, điện áp làm việc 275V, xung dòng chịu đựng thiết bị 40kA; PGS.TS Quyền Huy Ánh Đề tài nghiên cứu khoa học T2018-38 + Lắp đặt thiết bị bảo vệ chống sét tủ phân phối phụ: Với SPD cấp II có dạng xung sét 8/20µs, điện áp làm việc 275V, dòng xung chịu đựng thiết bị 25kA; Bước 6: Qua việc lựa chọn thiết bị bảo vệ chống sét lựa chọn vị trí lắp đặt thiết bị chống sét lan truyền đường nguồn cho trạm viễn thông, kiểm tra điện áp bảo vệ xuất độ điện áp sét gây thiết bị điện AC DC Từ kết mô Bước kiểm tra Bước 5, cơng trình bảo vệ tránh rủi ro thiệt hại sét gây đường nguồn hạ áp 4.4 Quy trình tính toán cho các cơng trình viễn thơng các vùng miền Việt Nam Quy trình tính tốn cho cơng trình viễn thông vùng miền Việt Nam tương tự quy trình trình bày phần 4.3 Tuy nhiên, thơng số đầu vào cơng trình cần thay đổi cho phù hợp mật độ dông sét nơi đặt cơng trình cần tham khảo TCXDVN 9385:2012, Bảng E.1, Phụ lục E 4.5 Kết luận Nội dung chương đề xuất phương án bảo vệ chống sét lan truyền đường nguồn hạ áp mang tính tổng thể theo bước: Xác định rủi ro thiệt hại sét phương pháp giải tích áp dụng phương pháp mơ hình hóa mơ để lựa chọn thiết bị vị trí lắp đặt thiết bị bảo vệ chống sét lan truyền đường nguồn hạ áp đáp ứng yêu cầu kỹ thuật Hiệu phương án đề xuất áp dụng cho trạm viễn thông huyện Long Thành, tỉnh Đồng Nai có nhận xét sau: - Khi chưa áp dụng biện pháp bảo vệ chống sét lan truyền đường nguồn cơng trình có giá trị rủi ro thiệt hại về dịch vụ R = 0,0309 lớn giá trị rủi ro theo tiêu -3 chuẩn [1] quy định (10 ) Khi lắp đặt SPD cấp II giá trị rủi ro dịch vụ giảm - Khi tiến hành lựa chọn thiết bị, vị trí lắp đặt tiến hành mơ để kiểm tra khả bảo vệ thiết bị chống sét lan truyền đường nguồn hạ áp Từ kết mô kiểm tra, đề xuất phương án lựa chọn lắp đặt thiết bị bảo vệ chống sét đáp ứng yêu cầu về kỹ thuật hiệu về kinh tế PGS.TS Quyền Huy Ánh Đề tài nghiên cứu khoa học T2018-38 + Thiết bị chống sét lựa chọn lắp đặt tủ phân phối cấp I: Biên độ xung sét 40kA, dạng xung sét 8/20µs, điện áp làm việc thiết bị chống sét 275V, xung dòng chịu đựng thiết bị 40kA; + Lắp đặt tủ phân phối phụ cấp II: Biên độ xung sét 40kA, dạng xung sét 8/20µs, điện áp làm việc thiết bị chống sét 275V,xung dòng chịu đựng thiết bị 25kA (theo tiêu chuẩn IEC 60614-1 AS/NZS 1768) PGS.TS Quyền Huy Ánh Đề tài nghiên cứu khoa học T2018-38 Chương KẾT LUẬN & HƯỚNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận Đề tài tập trung nghiên cứu hoàn thành nội dung sau: Nghiên cứu tiêu chuẩn chống sét giải pháp chống sét tổng thể cho trạm viễn thơng; Xây dựng xuất mơ hình chi tiết thiết bị chống sét đường nguồn hạ áp mơi trường Matlab có xét đến thơng số như: Điện áp làm việc cực đại, dòng xung cực đại, sai số điện áp ngưỡng, nhiệt độ môi trường Mô hình thiết bị chống sét có sai số nằm phạm vi cho phép (
Ngày đăng: 29/12/2021, 05:45
Xem thêm:
