Nghiên cứu giải pháp chống sét lan truyền trên đường nguồn cho trạm phân phối

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN NHƯ NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG SÉT LAN TRUYỀN TRÊN ĐƯỜNG NGUỒN CHO TRẠM PHÂN PHỐI NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 04/2018 THÀNH P Ố HỒ CHÍ MINH L Ă Ĩ Ầ Ê LA Ứ YỀ Ả Ê Ố Â Ệ - 1680615 NGÀNH hành phố Ố hí inh, Tháng năm 2018 É Ồ THÀNH P Ố HỒ CHÍ MINH L Ă Ĩ Ầ Ê LA Ứ YỀ Ả Ê Ố Â Ố Ệ NGÀNH Ớ Ẫ hành phố É Ồ A hí : Quyền inh, Tháng năm 2018 uy nh Luận Văn Thạc Sĩ GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh LÝ LỊCH KHOA HỌC I SƠ LƢỢC Họ tên : Trần Nhƣ Giới tính: Nam Ngày sinh : 10/02/1983 Nơi sinh: Bình Định Dân tộc Tôn giáo: Không : Kinh Địa liên lạc: 147 đƣờng 9, P Phƣớc Bình, quận 9, Thành Phố Hồ Chí Minh Điện thoại: 0974655157 Email:nhu.annhon.eng @gmail.com Cơ quan : Công ty Cổ Phần Thƣơng Mại Xây Dựng Điện An Nhơn Địa II : 29 đƣờng 6, phƣờng Phƣớc Bình, quận 9, Thành Phố Hồ Chí Minh Q TRÌNH ĐÀO TẠO Đại học: Hệ đào tạo: Liên thông quy Thời gian: Từ 2005 đến 2009 Nơi học: Trƣờng Đại học Công Nghiệp Hà Nội Ngành học: Điện Cơng Nghiệp Thạc sĩ: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian: Từ 2016 đến 2018 Nơi học: Trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh Ngành học: Kỹ Thuật Điện III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN Thời gian Từ tháng 12/2012 đến Nơi cơng tác Công việc Công ty CP TM XD Điện An Nhơn Hồ Chí Minh, ngày tháng P.Dự Án +Quản lý năm 2018 Ngƣời khai Trần Nhƣ HVTH: Trần Như Trang i Luận Văn Thạc Sĩ GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh Hình 4.2: Quan hệ điện áp đầu cực MBA theo thời gian MVLA gắn đầu cực MBA (D=2m) Bảng 4.1 Giá trị điện áp đầu cực máy biến áp theo khoảng cách D D (m) VT(kV) 49,61 50.77 51.14 Nhận xét Đạt Đạt Đạt 51.27 51.37 Đạt Đạt 10 58.18 Đạt 12 60,58 Đạt 14 16 18 20 22 63,59 65,90 68,04 69,86 71.44 Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt 24 26 28 72,83 74,00 75,20 Đạt Đạt Không đạt Từ kết giá trị điện áp đầu cực MBA theo khoảng cách lắp đặt MVLA Bảng 4.1, nhận thấy:  Giá trị điện áp đầu cực MBA giảm khoảng cách lắp đặt MVLA (L) giảm Tuy nhiên, giá trị điện áp đầu cực MBA giảm không nhanh  Giá trị giới hạn Dmax=28m, vƣợt giá trị điện áp đầu cực MBA vƣợt giá trị cho phép (VBIL=75kV, ứng với MBA có điện áp phía cao áp 12.7kV-Trích TCVN 6306-3:2006, Máy biến áp điện lực) Sử dụng Curve Fitting Toolbox Matlab (Hình 4.3), tìm đƣợc quan hệ điện áp đầu cực MBA (V) theo khoảng cách lắp đặt L MVLA: V=-0,002757D3+0,1135D2-0,138D+49,68 HVTH:Trần Như (4.1) Trang 45 Luận Văn Thạc Sĩ GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh Hình 4.3 Cơng cụ Curve Fitting Tool Matlab Trƣờng hợp trạm có MBA Trong mạng phân phối điện Công ty Điện lực Thủ Thiêm, có trƣờng hai trạm biến áp đặt kề (ví dụ: Trạm biến áp Tân Cảng trạm biến áp Tân Cảng 2) Mỗi MBA đƣợc bảo vệ MVLA riêng biệt, lắp đặt phía trung áp đầu vào trụ điện trung Để đánh giá hiệu bảo vệ MVLA cho MBA áp dụng kết nghiên cứu phần 4.2.1 Tuy nhiên, tiêu chuẩn IEEE Std C62.22.2009 khuyến cáo tùy theo cấu hình mạng phân phối, số trƣờng hợp trang bị MVLA để bảo vệ cho MBA (Hình 4.3) HVTH:Trần Như Trang 46 Luận Văn Thạc Sĩ GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh Line Line Line A B C 3m 3m 3m 3m D2 D1 Arrester 1m T2 T1 Hình 4.4 Sơ đồ MVLA bảo vệ MBA (IEEE Std C62.22.2009) Trạm biến áp Tân Cảng nối trực tiếp vào đƣờng trục với khoảng cách 3m, Trạm biến áp Tân Cảng đƣợc nối vào đƣờng trục với điểm đấu nối Trạm biến áp Tân Cảng với khoảng cách thay đổi (từ 5m đến 12m) Hình 4.5 Mạch mơ mạng phân phối điện cung cấp trạm Tân Cảng trạm Tân Cảng HVTH:Trần Như Trang 47 Luận Văn Thạc Sĩ GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh Hình 4.6 Mạch mơ MVLA bảo vệ trạm biến áp Tân Cảng trạm biến áp Tân Cảng Kết mô điện áp đầu cực MBA Tân Cảng (ứng với khoảng cách D1=3m) MBA Tân Cảng (ứng với khoảng cách L2=5m) với xung dịng 10kA 8/20µs trình bày Hình 4.5 Kết mơ điện áp đầu cực MBA khác ứng D1=5m D2 thay đổi từ 5-11m trình bày Bảng 4.2 HVTH:Trần Như Trang 48 Luận Văn Thạc Sĩ GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh Hình 4.6 Quan hệ điện áp đầu cực MBA Tân Cảng (D1=3m)và MBA Tân Cảng (D2=8m) Hình 4.7 Quan hệ điện áp đầu cực MBA Tân Cảng (D1=3m)và MBA Tân Cảng (D2=11m) HVTH:Trần Như Trang 49 Luận Văn Thạc Sĩ GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh Bảng 4.2 Giá trị điện áp đầu cực máy biến áp Tân Cảng 1, Tân Cảng D1(m) 3 D2(m) 3 11 VT1(kV) 53,72 53,62 VT2(kV) 54,46 55,11 51,79 51,74 65,8 76,11 Nhận xét Đạt Đạt Đạt MBA Tân Cảng đƣợc bảo vệ; MBA Tân Cảng hỏng cách điện Từ kết mô giá trị điện áp đầu cực MBA Bảng 4.2, nhận thấy:  MVLA đặt gần đầu cực MBA tốt giá trị điện áp đầu cực giảm theo khoảng cách lắp đặt MVLA  Khi khoảng cách MBA MVLA không vƣợt q 11m sử dụng MVLA bảo vệ cho hai MBA hai trạm đặt gần  Trƣờng hợp khoảng cách MVLA đầu cực MBA vƣợt 11m phải sử dụng trạm biến áp MVLA để bảo vệ MBA không bị hỏng cách điện áp sét lan truyền vào trạm HVTH:Trần Như Trang 50 Luận Văn Thạc Sĩ GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh Chương KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN 5.1 KẾT LUẬN Luận văn“Nghiên cứu giải pháp chống sét lan truyền đường nguồn cho trạm phân phối” sâu vào nghiên cứu giải vấn đề sau:  Xây dựng mơ hình MVLA trung (MVLA) theo đề xuất PINCETI mơi trƣờng Matlab Mơ hình MVLA có giao diện thân thiện với thông số yêu cầu đƣợc cung cấp Catalogue nhà sản xuất Mơ hình MVLA có độ xác đạt u cầu: sai số mơ hình MVLA thấp 3,2% cho MVLA hãng Ohio Brass thấp 3,0% cho MVLA Hãng Cooper)  Bằng cách phân tích kết mơ giá trị điện áp đầu cực máy biến áp (theo TCVN 6306-3:2006 không đƣợc vƣợt 75kV) để đề xuất khoảng cách cho phép tối đa MVLA đầu cực máy biến áp trạm máy biến áp trạm máy biến áp mạng phân phối điển hình Cơng ty Điện lực Thủ Thiêm, Tp Hồ Chí Minh Kết nghiên cứu cung cấp cơng cụ mơ hữu ích với phần mềm thơng dụng Matlab cho công ty điện lực, nghiên cứu sinh, học viên cao học ngành kỹ thuật điện…trong việc nghiên cứu hiệu bảo vệ MVLA dƣới tác động xung sét lan truyền vào trạm, đồng thời phân tích kết mơ để xác định phƣơng án bố trí hợp lý MVLA việc bảo vệ trạm biến áp mạng phân phối 5.2 HƢỚNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN  Nghiên cứu vị trí lắp đặt hợp lý MVLA trƣờng hợp trạm có nhiều máy biến áp  Nghiên cứu biện pháp bảo vệ áp sét lan truyền mạng truyền tải HVTH:Trần Như Trang 51 Luận Văn Thạc Sĩ GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Quyền Huy Ánh, “Giáo trình anh tồn điện” NXB Đại học Quốc gia TP.HCM, 2011 [2] Christos A Christodoulou, Vasiliki Vita, Georgios Perantzakis, Lambros Ekonomou and George Milushev, “Adjusting the Parameters of Metal Oxide Gapless Surge Arresters’ Equivalent Circuits Using the Harmony Search Method” Published: 18 December 2017, pp3/11 [3] G A ALONSO, S CARDENAS, B ALBA, “Evaluation Of Metal Oxide Surge Arrester Models Based On Laboratory Experiments”, High Voltage Department, Center of Research and Electro-Energetic Tests, Superior Polytechnic Institute Jose Antonio Echeverria, Cuba, Volume- 5, Issue-1, Jan.-2017 [4] Jorge E Rodríguez M and Francisco Román (Electromagnetic Compatibility Research Group EMC-UN Universidad Nacional de ColombiaBogotá D.C., Colombia), “Experimental Study Of Surge Arrester Ageing Using A High Impedance Current Source”, International Conference on Lightning Protection 25-30 September 2016 in Estoril Portugal [5] IEEE Working group 3.4.11, “Modeling of metal oxide surge arresters”, IEEE Transactions on Power Delivery Vol.7, No.1, Jan 1992, pp 302- 309 [6] Kaveri Bhuyan, Saibal Chatterjee, “Simulations of lightning impulse residual voltage test of surge arresters in matlab-simulink”,ICPDEN 2015 [7] M Khodsuz and M Mirzaie, “Condition Assessment of Metal Oxide Surge Arrester Based on Multi-Layer SVM Classifier”, Iranian Journal of Electrical & Electronic Engineering, Vol 11, No 4, Dec 2015 [8] Mehdi Nafar Masoud Jabbari (Department of Electrical Engineering, College of Engineering, Marvdasht Branch, Islamic Azad University, Marvdasht, IRAN) and Ghahraman Solookinejad (Department of physics, College of HVTH:Trần Như Trang 52 Luận Văn Thạc Sĩ GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh Basic Science, Marvdasht Branch, Islamic Azad University, Marvdasht, IRAN), “Comparison of IEEE and Pinceti Models of Surge Arresters”, Received 30 th March 2014, revised 17 th April 2014, accepted 18 th May 2014 [9] Piotr ORAMUS, Marek FLORKOWSKI, “Comparison Of Surge Arresters Models To Overvoltages Studies In Electrical Networks”, in 2013 [10] M M Abravesh, H Abravesh (Department of Electrical Engineering, Hadaf Institute of Higher Education, Sari, Iran), A Sheikholeslami and M Yazdani Asrami (Department of Electrical Engineering, Noshirvani University of Technology, Babol, Iran), “Estimation of parameters of metal-oxide surge arrester models using Big Bang-Big Crunch and Hybrid Big Bang-Big Crunch algorithms”, received 21 October 2015; Accepted 13 January 2016 [11] PG Scholar Vishal R Rakholiya, Professor Dr H R Sudarshana Reddy (Department of Electrical & Electronics Engineering UBDTCE, Davangere, India), “Analysis of MOV Surge Arrester Models by using Alternative Transient Program ATP/EMTP”, IJSTE - International Journal of Science Technology & Engineering | Volume | Issue 02 | August 2016, [12] DZULHAIDI BIN ALI (Faculty of Electrical and Electronics Engineering Universiti Tun Hussein Onn Malaysia), “A project report submitted in partial fulfillment of the requirement for the award of the Degree of Master of Electrical Engineering”, july 2015 [13] Shehab Abdulwadood ALI (Department of Physics, College of Saber, University of Aden, 867 Street 10B, Sheikh Othman, Aden, Yemen), “Design of Lightning Arresters for Electrical Power Systems Protection”, Volume: 11 | Number: | 2013 | December [14] André Meister (Agência Nacional de Energia Elétrica ANEEL), Rafael Amaral Shayani, Marco Aurộlio Gonỗalves de Oliveira (Universidade de Brasília - Faculdade de Tecnologia - Departamento de Engenharia Elétrica – Campus, Universitário Darcy Ribeiro), “Comparison Of Metal Oxide Surge HVTH:Trần Như Trang 53 Luận Văn Thạc Sĩ Arrester Models GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh In Overvoltage Studies”, International Journal of Engineering, Science and Technology Vol 3, No 11, 2011, pp 35-45 [15] Georgios D Peppas, Ioannis A Naxakis, Christos T Vitsas, Eleytheria C Pyrgioti, “Surge Arresters Models For Fast Transients”, 2012 International Conference on Lightning Protection (ICLPj, Vienna, Austria [16] Andrộ Meister, Rafael Amaral Shayani, Marco Aurộlio Gonỗalves de Oliveira, “Comparison of metal oxide surge arrester models in overvoltage studies” ,International Journal of Engineering, Science and TechnologyVol 3, No 11, 2011, pp 35-45 [17] Mehdi Nafar, Ghahraman Solookinejad and Masoud Jabbari, “Comparison of IEEE and Pinceti Models of Surge Arresters”, Department of Electrical Engineering, College of Engineering, Marvdasht Branch, Islamic Azad University, Marvdasht, IRAN, Research Journal of Engineering SciencesVol 3(5), May (2014), pp 32-34 [18] P.F Evangelides, C.A Christodoulou, I.F Gonos, I.A Stathopulos, “PARAMETERS’ SELECTION FOR METAL OXIDE SURGE ARRESTERS MODELS USING GENETIC ALGORITHM” High Voltage Laboratory, School of Electrical and Computer Engineering, National Technical University of Athens, Iroon Politechniou Street, Zografou Campus, Athens 15780, Greece, 30th International Conference on Lightning Protection - ICLP 2010 (Cagliari, Italy - September 13th -17th, 2010) pp 1315/2 [17] Pramuk Unahalekhaka; “Simplified Modeling of Metal Oxide Surge Arresters”,Dept of Electrical Engineering, Faculty of Engineering and Architecture Rajamangala University of Technology Suvarnabhumi, 7/1 Nonthaburi Rd, Nonthaburi, 11000, Thailand, 11th Eco-Energy and Materials Science and Engineering (11th EMSES), pp 92 – 101 [18] V Vita1 A.D Mitropoulou, L Ekonomou, S Panetsos, I.A Stathopulos, “Comparison HVTH:Trần Như of metal-oxide surge arresters circuit models and Trang 54 Luận Văn Thạc Sĩ GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh implementation on high-voltage transmission lines of the Hellenic network”, School of Electrical and Computer Engineering, High Voltage Laboratory, National Technical University of Athens,9 Iroon Politechniou Street, Zografou Campus, Athens 157 80, Greece, IET Gener Transm.Distrib., 2010, Vol 4, Iss 7, pp 846–853 [19] S Ehsan Razavi, A Babaei, “Modification of IEEE Model for Metal Oxide Arresters Against Transient Impulses Using Genetic Algorithms”, Department of Electrical, East Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran, Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 5(10):, 2011 , ISSN 19918178, pp 577-583 [20] P.F Evangelides, C.A Christodoulou, I.F Gonos, I.A Stathopulos, “Parameters’ selection for metal oxide surge arresters models using genetic algorithm”, High Voltage Laboratory, School of Electrical and Computer Engineering, National Technical University of Athens, Iroon Politechniou Street, Zografou Campus, Athens 15780, Greece, 30th International Conference on Lightning Protection - ICLP 2010(Cagliari, Italy - September 13th -17th, 2010) [21] C.A Christodoulou, L Ekonomou , A.D Mitropoulou , V Vita, I.A Stathopulos, “Surge arresters’ circuit models review and their application to a Hellenic 150 kV transmission line”, A.S.PE.T.E.–School of Pedagogical and Technological Education, Department of Electrical Engineering Educators, N Yeraklion, 141 21 Athens, Greece, Simulation Modelling Practice and Theory 18 (2010), pp.836–849 [22] Littelfuse_varistor_Catolog Metal-Oxide Varistor (MOV) © 2017 Littelfuse, Inc Specifications are subject to change without notice Revised: 09/14/17 HVTH:Trần Như Trang 55 Luận Văn Thạc Sĩ GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh PHỤ LỤC PL 1.1: Thông số kỹ thuật MVLA EVP Ohio Brass: HVTH:Trần Như Trang 56 Luận Văn Thạc Sĩ HVTH:Trần Như GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh Trang 57 Luận Văn Thạc Sĩ GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh PL 1.2.Thông số kỹ thuật MVLA AZG2 Cooper HVTH:Trần Như Trang 58 S K L 0 ... vận hành Xuất phát từ thực tế trên, đề tài: ? ?Nghiên cứu giải pháp chống sét lan truyền đường nguồn cho trạm phân phối? ?? sâu vào nghiên cứu xây dựng mơ hình chống sét van trung (MVLA) đề xuất phƣơng... PGS.TS Quyền Huy Ánh NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG SÉT LAN TRUYỀN TRÊN ĐƢỜNG NGUỒN CHO TRẠM PHÂN PHỐI CÔNG TY ĐIỆN LỰC THỦ THIÊM 41 4.1 Tổng quan lƣới điện trạm biến áp phân phối Công ty Điện Lực... Thạc Sĩ GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh TÓM TẮT Luận văn? ?Nghiên cứu giải pháp chống sét lan truyền đường nguồn cho trạm phân phối? ?? sâu vào nghiên cứu giải vấn đề sau:  Xây dựng mơ hình MVLA trung (MVLA)