VII. Nội dung của luận văn
5.3. Mơ hình hĩa và mơ phỏng
5.3.1 SA cố định, thay đổi vị trí sét đánh với nguồn xung dịng 8/20s – 3kA
Continuous pow ergui Conn1 current surge A B C a b c VOM 4 A B C a b c VOM 3 A B C a b c VOM 2 A B C a b c VOM 1 A B C Three-Phase Source A B C A B C A B C Three-Phase PI Section Line3 A B C A B C Three-Phase PI Section Line1 O ut 1 O ut 2 O ut 3 A B C SA2 O ut 1 O ut 2 O ut 3 A B C SA1 i2 i4 i3 u1 u2 u4 i1 u3
Hình 5.1: Mơ hình mơ phỏng SA bảo vệ nguồn và tải
5.3.1.1Vị trí sét đánh cách nguồn 15km
Hình 5.3: Tín hiệu nguồn xung dịng phía nguồn khi chưa lắp đặt SA
Hình 5.5: Tín hiệu nguồn xung dịng phía tải khi chưa lắp đặt SA
5.3.1.2Vị trí sét đánh cách nguồn 10km.
Hình 5.7: Tín hiệu nguồn xung dịng phía nguồn khi chưa lắp đặt SA
Hình 5.9: Tín hiệu nguồn xung dịng phía tải khi chưa lắp đặt SA
5.3.1.3 Vị trí sét đánh cách nguồn 1km.
Hình 5.11: Tín hiệu nguồn xung dịng phía nguồn khi chưa lắp đặt SA
Hình 5.14: Tín hiệu nguồn xung dịng phía tải khi lắp đặt SA Hình 5.13: Tín hiệu nguồn xung dịng phía tải khi chưa lắp đặt SA
Hình 5.15: Tín hiệu nguồn áp khi chưa lắp đặt SA
Hình 5.17: Mơ hình mơ phỏng phía tải khơng bảo vệ bởi SA
Nhận xét kết quả mơ phỏng
Về dịng điện: dựa vào dạng sĩng kết quả mơ phỏng của dịng điện, nhận thấy rằng khi cĩ sự bảo vệ của SA, dịng sét đã được SA đưa xuống đất gần như hồn tồn, nhiễu sĩng dịng điện tại các pha B và C xuất hiện là do cảm ứng từ pha A(pha bị sét đánh trúng). Như vậy mục đích chống dịng sét lan truyền trên đường dây khi lắp đặt SA đã thành cơng như yêu cầu đặt ra.
Về điện áp: qua phân tích dạng sĩng điện áp khi cĩ và khơng cĩ sự xuất hiện của SA đã đưa đến kết luận rằng việc lắp đặt SA với mục đích chống quá áp cho thiết bị cần bảo vệ đã thành cơng. Điện áp đặt trên thiết bị khơng bị vọt lố quá điện áp của cấp bảo vệ (22kV như thiết kế của SA).
Qua ba trường hợp mơ phỏng với vị trí sét đánh khác nhau như trên, nhận thấy rằng với việc lắp đặt SA tại hai đầu đường dây phân phối ta đã loại bỏ hồn tồn tác hại của dịng sét lan truyền trên đường dây. Vị trí sét đánh khơng ảnh hưởng nhiều đến thiết bi được bảo vệ bởi SA.
5.3.2 Sét đánh ngồi phạm vi bảo vệ SA. 5.3.2.1 Sét đánh về phía tải.
5.3.2.1.1 Mơ hình mơ phỏng.
truong hop dat sai SA phia phu tai
Continuous powergui Conn1 current surge A B C a b c VOM 4 A B C a b c VOM 3 A B C a b c VOM 2 A B C a b c VOM 1 A B C Three-Phase Source A B C A B C A B C Three-Phase PI Section Line3 A B C A B C Three-Phase PI Section Line2 A B C A B C Three-Phase PI Section Line1 Out 1 Out 2 Out 3 A B C SA2 Ou t1 Ou t2 Ou t3 A B C SA1 i2 i4 i3 u1 u2 u4 i1 u3
Hình 5.18: Tín hiệu nguồn xung áp phía tải SA khơng bảo vệ
Hình 5.19: Tín hiệu nguồn xung dịng phía tải
Hình 5.20: Tín hiệu nguồn xung áp phía nguồn
Hình 5.20: Mơ hình mơ phỏng sét đánh phía nguồn khơn cĩ SA bảo vệ Hình 5.22: Mơ hình mơ phỏng sét đánh phía nguồn khơng cĩ SA bảo vệ
Hình 5.23: Tín hiệu nguồn xung áp khơng cĩ SA bảo vệ
5.3.2.2 Sét đánh về phía nguồn. 5.3.2.2.1 Mơ hình mơ phỏng
truong hop dat sai SA phia nguon
Continuous powergui Conn1 current surge A B C a b c VOM 4 A B C a b c VOM 3 A B C a b c VOM 2 A B C a b c VOM 1 A B C Three-Phase Source A B C A B C A B C Three-Phase PI Section Line3 A B C A B C Three-Phase PI Section Line2 A B C A B C Three-Phase PI Section Line1 Out 1 Out 2 Out 3 A B C SA2 Out 1 Out 2 Out 3 A B C SA1 i2 i4 i3 u1 u2 u4 i1 u3 5.3.2.2.2 Kết quả mơ phỏng
Hình 5.24: Tín hiệu nguồn xung áp khơng cĩ SA bảo vệ
Hình 5.26: Tín hiệu nguồn xung dịng phía tải cĩ SA bảo vệ
Nhận xét kết quả mơ phỏng
Nhận xét về dịng điện: về phần dịng điện, mặc dù bị sét đánh vào phần nằm ngồi phạm vị bảo vệ của SA, tuy nhiên do sự lan truyền của dịng xung sét trên cả hai hướng nên phần lớn dịng điện của xung sét đã được SA hấp thụ đưa xuống đất. như ta thấy trong hình thì phần xung sét lan truyền về phía thiết bị khơng được bảo vệ là khơng quá lớn và thiết bị cĩ thể chịu đựng được trong khoảng thời gian ngắn. trường hợp này khác hồn tồn với việc khơng cĩ SA bảo vệ trên lưới, lúc đĩ, tất cả xung sét sẽ truyền hết vào thiết bị và làm hư thiết bị bằng dịng điện.
Nhận xét về điện áp: qua kết quả mơ phỏng thu được ở trên, khi dịng sét đánh vào phần thiết bị nằm ngồi khoảng bảo vệ của SA thì điện áp đặt trên thiết bị sẽ bị vọt lố rất nhanh và rất lớn ( gấp hơn 10 lần cấp điện áp hoạt động của lưới). với một cấp điện áp như vậy thì thiết bị sẽ bị đánh thủng cách điện dẫn đến các sự cố về điện khác do sự hư hỏng cách điện gây ra ( ngắn mạch…). Như vậy, trong trường hợp khi thiết bị đặt ngồi vùng bảo vệ của SA thì khi bị sét đánh vào đường dây phân phối sẽ làm hỏng thiết bị, lúc này SA bị mất tác dụng hồn tồn.
Từ các trường hợp mơ phỏng về việc sét đánh vào vùng nằm ngồi phạm vi bảo vệ
của SA, nhận xét được rút ra là khi lắp đặt SA để bảo vệ chống sét đánh vào lưới điện phân phối thì ta phải lắp đặt tại vị trí gần thiết bị nhất cĩ thể được vì xác xuất sét đánh trên đường dây là như nhau và chúng ta khơng thể lường trước được.
Chương 6 KẾT LUẬN
6.1. Kết luận.
1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phương pháp lựa chọn chống sét van trên lưới
điện phân phối đã được nghiên cứu, trình bày khá đầy đủ. Ngồi ra, các mơ hình tốn mơ tả đặc tính làm việc của chống sét van của các nhà nghiên cứu trên thế giới đã được giới thiệu và đánh giá tương đối chi tiết. Các kiến thức này phục vụ rất tốt cho nhu cầu tìm hiểu, nghiên cứu của các kỹ sư, các sinh viên ngành kỹ thuật điện.
2. Mơ hình tốn các máy phát xung sét tiêu chuẩn và các nguồn xung cĩ đầu sĩng
tăng nhanh (dạng khơng chu kỳ) đã được xây dựng thành thư viện các nguồn phát xung dịng/áp tiêu chuẩn, rất tiện lợi cho việc đánh giá và kiểm tra các đáp ứng của các chống sét van cấp phân phối. Ngồi ra, chúng cịn cĩ thể dùng như là các dạng nguồn đặc biệt cĩ thể sử dụng trong các lĩnh vực nghiên cứu khác nhau.
3. Mơ hình chống sét van trung thế cấp phân phối được xây dựng và đánh giá độ
chính xác dựa vào các thơng số kỹ thuật trên Catalogue của các nhà sản xuất khác nhau và với các cấp điện áp khác nhau. Mơ hình được tạo hộp giao diện và lưu vào thư viện riêng rất thuận lợi trong việc mơ phỏng, giống như các phần tử khác của Matlab.
4. Kết quả nghiên cứu cĩ thể được sử dụng cho việc nghiên cứu phối hợp cách
điện, thiết kế và lắp đặt thiết bị chống sét van trên lưới điện phân phối. 6.2. Hướng phát triển tương lai.
1. Mở rộng phạm vi ứng dụng của mơ hình chống sét van bằng cách nghiên cứu
lập mơ hình thiết bị chống sét van trên lưới cao thế, với các đặc tính kỹ thuật phức tạp hơn, cĩ xét đến ảnh hưởng của nhiệt độ, mơi trường xung quanh tác động: vùng cĩ nhiều bụi, vùng nhiễm mặn….
2. Thực hiện các mơ hình mơ phỏng nghiên cứu các đáp ứng của chống sét van
trên lưới điện cao thế khi cĩ quá điện áp xảy ra ở các vị trí khác nhau trên hệ thống điện.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
TIẾNG VIỆT
1. PGS, TS Quyền Huy Ánh, giáo trình “Mơ hình hĩa mơ phỏng”.
2. TS Hồng Việt, “ Kỹ thuật điện cao áp” phần 2 TP.HCM 2001.
3. TS Hồ Văn Nhật Chương, “Đo lường Xung Điện Áp Cao”, NXB ĐHQG TP.HCM 2001
4. Chuyên đề “Lựa Chọn Chống Sét Lưới Phân Phối”, Ths Huỳnh Bá Minh, EVN 2003.
5. Hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp “ Kỹ thuật điện cao áp “ , tác giả Nguyễn Minh Chước – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.
6. Tiêu chuẩn chống sét cho cơng trình xây dựng – TCXDVN 46: 2007 7. Tiêu chuẩn chống sét quốc gia Pháp – NFC 17-102-7/1995
8. Tiêu chuẩn chống sét quốc gia Úc và NewZealand – NZS/AS 1768-1991 9. tiêu chuẩn chống sét các cơng trình viễn thơng – TCN 68 – 135 – 1995 Tổng cục bưu điện.
10. Cooper Power System, người dịch: Huỳnh Bá Minh, Lê Văn Tâm, “Bảo vệ hệ thống điện phân phối”.
11. Siemens, người dịch: Huỳnh Bá Minh, “Thiết bị đĩng cắt trung áp”.
12. Nguyễn Phùng Quang, “Matlab và Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động”, NXB KHKT, Hà Nội_2004.
13. Catalogue và hướng dẫn sử dụng chống sét van của các hãng: GE, ABB, COOPER, SIEMENS, ELPRO, OHIO-BRASS.
TIẾNG NƯỚC NGỒI
14. The Mathworks, Inc, User’s Guide, “Power System Blockset” for Use with SIMULINK, 1984-1999 .
15. Daniel W. Durbak, “Surge Arrester Modeling”, Power Technologies, Schenectady, New York.
16. Ikmo Kim, Toshihisa Funabashi, Haruo Sasaki, Toyohisa Hagiwara, Misao Kobayashi, “Study of ZnO arrester model for steep front wave”, IEEE Transactions on Power Delivery Vol.11, No.2, April 1996, pp 834-841.
17. W. Schmidt, J. Meppelink, B. Richter, “Behaviour of MO-surge-Arrester Blocks to Fast Transients”, IEEE Transactions on Power Delivery Vol.4, No.1, January 1989, pp 292-300.
18. 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.
19. K. P. Mardira, T. K. Saha, “A Simplified lightning Model For Metal Oxide Surge Arrester”, The University of Queensland, Australia.
20. F. Fernández, R. Díaz, “Metal-oxide surge arrester model for fast transient simulation” International conference on power system transients, IPST’01, 20- 24 June 2001, pp 144
21. IEEE surge protective devices committee report, “Bibliography of metal oxide surge arresters, 1980-1989”, IEEE Transactions on Power Delivery Vol.8, No.3, July 1991, pp 1000-1034.