CHƢƠNG 5: ĐÁNH GIÁ CÁC GIẢI PHÁP CHỐNG SÉT LAN TRUYỀN TRONG MẠNG HẠ ÁP
5.3.1. Trƣờng hợ p1 (bảo vệ một tầng + thiết bị lọc sét)
Mô hình thử nghiệm là một tòa nhà nằm trong khu vực nội thành. Thiết bị cắt sét được đặt tại một vị trí (Cat C) tại tủ phân phối chính ngay tại ngỏ vào tòa nhà, sử dụng thiết bị MOV – 25kA. Vị trí tiêu thụ đặt cách tủ phân phối chính 10m, dây dẫn trong tòa nhà có tiết diện 2.5mm2, r0 = 7.41Ω/km, x0 = 0.08 Ω/km. Thông số tải Uđm = 230V, cosφ = 0.8, IL = 2A. tính được P = 368W, Q = 276VAR.
Sử dụng bộ lọc sét trong hai trường hợp: L = 30µH, rL = 1.7m Ω, C = 50µF và L = 150 µH, rL = 17m Ω, C = 50µF.
Mô hình mô phỏng được xây dựng bằng phần mềm Matlab như Hình 5.43.
Hình 5.1. Mô hình phối hợp bảo vệ tầng một + bộ lọc sét
Thực hiện mô phỏng với xung dòng 20kA 8/20µs trường hợp sử dụng bộ lọc sét L = 30µH, rL = 1.7m Ω, C = 50µF, thu được kết quả như Hình 5.2.
Hình 5.2. Điện áp thông qua tải trong trường hợp sử dụng bộ lọc sét L = 30µH, rL = 1.7m Ω, C = 50µF với xung dòng 20kA 8/20µs
Thực hiện mô phỏng với xung dòng 20kA 8/20µs trưởng hợp sử dụng bô lọc sét L = 150 µH, rL = 17m Ω, C = 50µF. Thu được kết quả như Hình 5.3.
Hình 5.3. Điện áp thông qua tải trong trường hợp sử dụng bộ lọc sét L = 150µH, rL = 17m Ω, C = 50µF với xung dòng 20kA 8/20µs
Từ những kết quả mô phỏng trên, thu được bảng so sánh giá trị điện áp thông qua trong ba trường hợp bảo vệ quá áp 1 tầng không có bộ lọc sét L = 30µH, rL = 1.7m Ω, C = 50µF và có bô lọc sét L = 150 µH, rL = 17m Ω, C = 50µF như Bảng 5.1.
Xung sét tiêu chuẩn
Điện áp thông qua (V)
Sai lệch giữa không có bộ lọc sét và có bộ lọc sét (L = 30µ H, rL=1.7mΩ, C
=50µF)
Sai lệch giữa không có bộ lọc sét và có bộ lọc sét(L=150µH,rL= 17mΩ, C =50µ F) Không có bộ lọc sét Có bộ lọc sét (L=30µH, rL=1.7mΩ, C = 50µ F) Có bộ lọc sét (L =150µ H, rL=17mΩ, C = 50µ F) 8/20 µ s 20kA 1391 913 419 34% 70%
Bảng 5.1. So sánh điện áp thông qua trong ba trường hợp phối hợp bảo vệ một tầng + bộ lọc sét
Nhận xét:
Điện áp thông qua tại đầu cực tải tiêu thụ trong trường hợp bảo vệ quá áp 1 tầng sử dụng bộ lọc sét thấp hơn nhiều so với trường hợp bảo vệ quá áp 1 tầng không sử dụng bộ lọc sét.
Trong trường hợp bảo vệ quá áp 1 tầng có sử dụng bô lọc có giá trị cảm kháng càng lớn thì khả năng lọc của bộ lọc càng lớn và điện áp thông qua tải tiêu thụ càng thấp.
Điện dung của tụ lọc trong thực tế thường là 50µF, muốn tăng khả năng lọc sét của bộ lọc thì phải tăng cảm kháng L, trong thực tế giá trị L= 15µH, 30 µH, 45 µH….Vì vậy, để an toàn cho thiết bị nhạy cảm, thì phải tăng cảm kháng L lên đáng kể, nhưng phải đảm bảo điện áp rơi trên L (∆UL = (ZL+ rL)I ≤ 3V).