VII. Nội dung của luận văn
2.1.4 Mơ hình của nhĩm chuyên gia IEEE
Hiệu ứng động rất quan trọng đối với các dạng sĩng dịng điện cĩ đỉnh trong phạm vi 8s hay nhanh hơn, dữ liệu về dạng sĩng dịng đạt đỉnh nhanh tới 0,5s cũng được quan tâm. Các số liệu ở thời gian s khơng nghiên cứu vì rất khĩ để thí nghiệm đo lường một cách tin cậy. Đối với các dịng điện cĩ thời gian đạt đỉnh từ 0,5s đến 4s hay thấp hơn, thì bất kỳ một điện cảm ký sinh trong mạch đo cĩ thể cho kết quả đo cĩ giá trị mà thực sự cũng xảy ra trong chống sét van. Sai số này làm rõ thêm các hiệu ứng động được đề cập ở trên. Các số liệu đo đạc được từ thí nghiệm cho thấy điện áp dư đối với bất kỳ biên độ dịng điện nào sẽ tăng lên xấp xỉ 6% khi thời gian đạt đỉnh của dịng điện giảm từ 8s đến 1,3s.
2.1.4.1 Mơ hình tốn
Dưới đây là mơ hình phụ thuộc tần số. Với mơ hình này, đặc tính V-I phi tuyến của chống sét van được biểu diễn bằng hai điện trở phi tuyến A0 và A1 như hình 2.7.
Hai phần tử điện trở phi tuyến này được tách ra bởi bộ lọc R-L. Với các xung đầu dốc thấp, bộ lọc này cĩ trở kháng rất nhỏ và như thế A0 và A1 xem như mắc song song nhau. Đối với xung đầu dốc cao, điện kháng bộ lọc lớn, nĩ sẽ cho dịng điện chạy qua A0 nhiều hơn A1.Từ đĩ A0 sẽ cĩ điện áp rơi trên nĩ lớn hơn A1 khi cĩ dịng chạy qua. Kết quả là điện áp dư trên mơ hình chống sét van sẽ cĩ trị số cao hơn. Như vậy các chống sét van MOV cĩ điện áp dư cao hơn đối với xung đầu dốc cao, mơ hình sẽ phù hợp tất cả các tính chất của một chống sét van MOV. Các phiên bản của mơ hình này được tạo ra bằng cách thêm vào nhiều phần của điện trở phi tuyến được tách ra bởi những bộ lọc. Tuy nhiên, ở đây chỉ cần dùng mơ hình hai phần tử (hai điện trở phi tuyến) vì nĩ cho kết quả phù hợp với các số liệu trong phịng thí nghiệm. Bước tiếp theo là xác định các thơng số của mơ hình.
2.1.4.2 Xác định các thơng số.
Kết quả từ các số liệu thu thập cho thấy mơ hình phụ thuộc tần số cho đáp ứng chính xác với các dịng điện cĩ biên độ và thời gian đạt đỉnh khác nhau. Vấn đề là làm cách nào lựa chọn đúng các thơng số của mơ hình.
Dưới đây, đề nghị các cơng thức để lựa chọn thơng số dựa trên chiều cao và số cột song song của các lớp MO. Điện cảm L1 và điện trở R1 của mơ hình tạo nên bộ lọc giữa hai điện trở phi tuyến A0 và A1. Cơng thức xác định hai thơng số này là:
) (mH n d L 15 1 (2.6) ) ( n d R 65 1 (2.7) Với
d : chiều cao của chống sét van (m) (tổng chiều cao chống sét van ). n : số cột MOV song song trong chống sét van.
Điện cảm L0 trong mơ hình biểu diễn điện cảm tương ứng với trường điện từ lân cận của chống sét van. Điện trở R0 dùng để tránh dao động số (tràn số) trong khi chạy mơ hình trong máy tính. Điện dung C là điện dung cực đối cực.
Lo = 0,2 d/n (mH) (2.8)
R0 = 100 d/n () (2.9)
Các đặc tuyến V-I phi tuyến của A0 và A1 cĩ thể nhận được từ các đường cong đơn vị.
Hình 2.8 Đặc tuyến đơn vị của phần tử phi tuyến A0 và A1
Các thơng số được lựa chọn trên khơng phải lúc nào cũng cho kết quả chính xác trong khi hiệu chỉnh mơ hình để cho kết quả phù hợp với các số liệu trong phịng thí nghiệm. Tuy nhiên, các giá trị này là một điểm khởi đầu rất tốt để tính các thơng số đĩ. Và trong khi thực hiện thí nghiệm, kết quả cho thấy L1 là thơng số cĩ ảnh hưởng nhiều nhất đến đáp ứng của mơ hình. Trong khi các thơng số khác cĩ ít ảnh hưởng hơn nhiều. Từ đĩ cĩ chương trình như sau để lựa chọn thơng số của mơ hình phụ thuộc tần số.
1) Dùng cơng thức được cho ở trên để nhận giá trị đầu tiên của L0, R0, L1, R1, C và đặc tính phi tuyến của A0 và A1.
2) Hiệu chỉnh giá trị đơn vị trên đường cong đặc tính A0 và A1 để cho kết quả thích hợp nhất đối với điện áp phĩng được cho tương ứng dịng phĩng điện xung đĩng cắt (thời gian đạt đỉnh xấp xỉ 45s).
3) Hiệu chỉnh giá trị L1 để cho biết kết quả khớp với điện áp dư cho bởi nhà chế tạo đối với các dịng phĩng điện 8/20s.
Các thơng số cuối cùng nhận được sẽ cho kết quả phù hợp đối với các xung cĩ thời gian đạt đỉnh trong phạm vi từ 0,5s đến 45s.
Các thí nghiệm cho điện áp phĩng qua một chống sét van MOV đối với dịng điện phĩng cĩ biên độ từ 1kA đến 10kA và thời gian đạt đỉnh từ 30s xuống đến 2s. Kết quả sai số của mơ hình trong khoảng 5% so với số liệu thí nghiệm được biểu diễn bằng các biên độ điện áp dư. Mơ hình phụ thuộc tần số này cho các kết
quả phù hợp đối với điện áp dư qua chống sét van khi dịng điện phĩng cĩ thời gian đạt đỉnh trong phạm vi từ 0,5 s đến 45 s. Do đĩ, mơ hình này được dùng trong việc nghiên cứu phối hợp cách điện.