Mơ hình của MARDIRA

VII. Nội dung của luận văn

2.1.5 Mơ hình của MARDIRA

Ở đây, đề nghị một mơ hình đơn giản hĩa một chống sét van MOV đối với xung sét chuẩn 8/20s và các phương pháp xác định các thơng số từ thí nghiệm xung dịng chuẩn và các số liệu của nhà sản xuất. Cấu trúc mơ hình cũng dựa trên mơ hình IEEE với một hiệu chỉnh nhỏ để đạt đến độ chính xác cho đặc tính đáp ứng động của chống sét van MOV.

2.1.5.1 Mơ hình đề nghị

Trong nghiên cứu một mơ hình chống sét đơn giản hơn đối với dịng xung 8/20s được đề nghị như sau:

Hình 2.10 Mơ hình đề nghị của Mardira 2.1.5.2 Xác định các thơng số

Việc xác định các đặc tuyến phi tuyến (A0,A1) được tính tốn theo cơng thức I=K.V. Giá trị  được dự đốn giữa biên độ mong muốn của dịng điện và điện áp tương ứng: ) / log( ) / log( 1 2 1 2 V V I I   (2.11) Với:

V1, V2: điện áp tại I1, I2 (I2>I1)

Giá trị chính xác của K và  được tính tốn lựa chọn từ vài điểm trên đặc tuyến V-I trong phạm vi thay đổi lớn về dịng điện từ nhỏ đến lớn (hơn 10kA). Giá trị của V1, V2, I1, và I2 nhận được từ các thí nghiệm kiểm tra xung. Bảng 4.1 liệt kê điện áp

quan hệ đơn vị (p.u) của điện áp tại xung dịng định mức (8/20s). Đặc tuyến đầu tiên của điện trở phi tuyến A0 và A1 được lấy từ đường cong trong mơ hình IEEE, các giá trị đỉnh của điện áp dư với xung định mức 10kA, 8/20s.

I (kA) A0 V(p.u) A1 V(p.u)

0,01 0,86 0,77 0,1 0,94 0,81 1 1,02 0,82 5 1,11 0,89 10 1,20 1,00 20 1,31 1,09 Bảng 2.1 Quan hệ dịng áp của A0 và A1

Điện cảm LZ trong mơ hình biểu diễn một điện cảm tương ứng với các phần tử của chống sét van MOV. Khơng thể đo được điện cảm LZ vì nĩ cĩ giá trị rất nhỏ so với điện dung chống sét van, nĩ được cho một giá trị khoảng (0,1H). Trong quá trình thí nghiệm kiểm tra dịng xung nhỏ phải đặc biệt lưu ý để cực tiểu hố điện cảm dây nối.

Điện cảm L0 là điện cảm tương ứng với từ trường trong vùng lân cận của chống sét van. Hàm của phân tử điện cảm dùng để đặc tuyến hĩa hành vi (tính chất) của mơ hình với các xung sét. Điện áp đặt trên chống sét MOV đạt đỉnh trước khi dịng qua nĩ đạt đỉnh. Điều này sẽ do điện cảm L0 quyết định. Cơng thức theo kinh nghiệm sau đây cĩ thể dùng để xác định L0 .

dt di L VL  0 (2.12)   1 2 1 2 2 1 0 I I t t t V t V di dt V L L      ( ) ( ) ( ) (2.13)  Với VL = [V(t1) –V(t2)]

= Điện áp liên quan với phần tử điện cảm Lo.  V(t1) = Đỉnh điện áp dư.

 V(t2) = Giá trị điện áp dư tại lúc dịng đạt đỉnh.  I1 = Giá trị dịng khi điện áp dư đạt đỉnh.  I2 = Dịng đỉnh.

 t2 = Thời gian dịng đạt đỉnh 2.1.6 Kết luận

Kết quả từ mơ hình cho phép xác định các thơng số dựa trên kết quả thí nghiệm xung sét chuẩn và dữ liệu từ nhà sản xuất. Ở đây, bỏ qua chương trình thử sai để tìm các giá trị thích hợp cho các thơng số. Sự chính xác của mơ hình được tăng lên khi đặc tính chống sét van được lựa chọn tương thích với tần số và dịng điện trong hệ thống.

Trên đây là các mơ hình đã được đề nghị dùng để nghiên cứu các đặc tính của chống sét van từ mơ hình thuần túy là điện trở phi tuyến cho đến các mơ hình phụ thuộc tần số. Tuy nhiên, việc thực hiện các mơ hình trên gặp phải một số hạn chế như sau:

฀ Đối với mơ hình điện trở phi tuyến sẽ khơng cho các đáp ứng động mà rất quan trọng trong nghiên cứu phối hợp cách điện. Mơ hình chỉ là một điện trở phi tuyến với quan hệ dịng và áp theo phương trình hàm mũ.

฀ Đối với mơ hình điện trở phi tuyến kết hợp với điện trở phi tuyến, cần phải cĩ một tập rất lớn các quan hệ dịng, áp từ thực nghiệm mà khơng phải lúc nào cũng được cung cấp trên Catalogue. Bên cạnh đĩ, cần phải cĩ một chương trình tính tốn để chọn thơng số từ tập giá trị này.

฀ Mơ hình của Schmidt, theo như tác giả thì mơ hình sẽ cho đáp ứng rất chính xác. Tuy nhiên, các thơng số của mơ hình được xác định rất phức tạp, đặc biệt là phần tử A, phải xây dựng các mạch mơ phỏng RLC để xác định thơng số, trong khi các thơng số khác muốn cĩ được cũng phải thực hiện các thí nghiệm.

฀ Mơ hình của IEEE là một bước khởi đầu trong việc xây dựng mơ hình chống sét van phụ thuộc tần số, thể hiện đặc tính động của chống sét van đối với các xung cĩ đầu sĩng tăng nhanh. Tuy nhiên, cần phải thực hiện các phép tính lặp để hiệu chỉnh các thơng số của mơ hình để cho đáp ứng chấp nhận được.

฀ Mơ hình của Mardira cũng là mơ hình phụ thuộc tần số nhưng cĩ ưu điểm hơn mơ hình của IEEE là khơng cần tính tốn lặp để hiệu chỉnh thơng số. Nhưng để xác định giá trị của các thơng số trong mạch, như L0, là rất khĩ khăn. Phương pháp này địi hỏi phải thực hiện thí nghiệm phĩng điện để xác định chính xác các thơng số như: giá trị đỉnh của điện áp dư, giá trị điện áp tại lúc dịng điện đạt đỉnh, giá trị

dịng khi điện áp dư đạt đỉnh, dịng đỉnh, thời gian điện áp dư và dịng điện phĩng đạt đỉnh, các thơng số này thường khơng được cho trên Catalogue.

Với hạn chế của các mơ hình trên, ở chương sau sẽ giới thiệu một mơ hình phụ thuộc tần số với các thơng số được xác định một cách nhanh chĩng và dễ dàng từ các thơng tin được cho trên Catalogue của nhà chế tạo. Bên cạnh đĩ, mơ hình cĩ thể dùng để mơ phỏng cho chống sét van cấp phân phối cĩ các cấp điện áp khác nhau và của các nhà chế tạo khác nhau.