7. Cấu trúc của luận án
3.3. LỰA CHỌN TUA BIN GIÓ VÀ TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ MÔ HÌNH
HÌNH CHO NGHIÊN CỨU QUÁ ĐIỆN ÁP CẢM ỨNG
Các WT đã, đang được sử dụng tại các dự án điện gió Việt Nam thường có dải công suất 1,5 ÷ 2MW [9]. Vì vậy, trong nghiên cứu này, tác giả sẽ lựa chọn loại WT có công suất 1,5MW với các thông số cơ bản được tổng hợp trong bảng 3.2.
Bảng 3.2. Đặc điểm và thông số các phần tử cơ bản của WT loại 1,5MW điển hình Việt Nam
TT Phần tử Đặc điểm và thông số cơ bản
1 Cánh Dài 39m; đường dẫn trong cánh bằng nhôm, tiết diện 25mm2
2 Cột trụ WT Cột trụ bằng thép rỗng, dày 15mm, cao 67m; đường kính đỉnh, giữa
và chân cột trụ có kích thước lần lượt là: 2,5m, 3,4m và 4,3m [40]
3 Thùng
Thùng chứa và bảo vệ toàn bộ các phần tử bên trong như: bánh răng, hộp số, trục rotor, MPĐ, phanh,…. Ngoài ra, phía bên ngoài trên thùng được gắn đầu đo tốc độ - hướng gió và đầu thu sét. 4 Máy phát điện Công suất 1,5MW, điện áp định mức 690V, đặt trong thùng.
5 Máy biến áp MBA 2MVA đặt dưới chân cột trụ, tăng điện áp đầu cực máy phát 690V lên cấp điện áp 22kV kết nối với lưới điện trung áp toàn WF.
6 Cáp điện và cáp điều khiển
Cáp điện 690V (Cu-XLPE-600mm2) và điều khiển (RG58A/U) lắp đặt song song và cách thành trong của cột trụ một khoảng 200mm. Các cáp này là loại đồng trục có cấu tạo gồm lõi dẫn điện (A), lớp cách điện (B), lớp kim loại bảo vệ (C) và lớp vỏ bọc bên ngoài (D) như trên hình 3.8 [41].
Hình 3.8. Cấu tạo cơ bản của loại cáp đồng trục [41]
Kết quả lựa chọn và tính toán các thông số cho mô phỏng nghiên cứu QĐA sét cảm ứng trong HTĐ&ĐK của WT được tổng hợp trong bảng 3.3. Trong đó:
- Từ tiết diện 25mm2 xác định được bán kính của rb = 0,0018 m kết hợp biết Hb = 39m áp dụng công thức (3.1) tính được tổng trở sóng của cánh WT là Zb = 662Ω.
- Với Hi = 6,7m, μ0 = 4π.10-7H/m, rt = 3,5m, μr = 60, μ = μrμ0 = 60.4π.10-7H/m, q/rt = 0,96 4π.10-7H/m áp dụng công thức (3.3) sẽ xác định được điện cảm của cột trụ thép R1 = 5,233.10-3mH.
- Tiết diện của cáp điện 600mm2 tính được rC = 13,5.10-3m, kết hợp với các số liệu khác gồm: li = 6,7m, D12 là 200mm = 0,2m, rt = 3,5m, ε0 = 8,854.10-12, εr = 7, ε = ε0εr,
73
áp dụng công thức (3.7) ta xác định được điện dung giữa cáp điện với cột trụ C12 = 70,11.10-6μF.
Bằng cách thực hiện tra cứu các số liệu liên quan rồi áp dụng các công thức (đề cập trong mục 3.2.3) tương tự nêu trên, ta sẽ xác định được các thông số còn lại.
Bảng 3.3. Kết quả lựa chọn và tính toán thông số mô hình các phần tử - thiết bị liên quan cho nghiên cứu QĐA sét cảm ứng trong HTĐ&ĐK của WT
TT Tên thông số Ký hiệu Số liệu / kết quả tính toán A Nguồn phóng điện sét
1 Dòng điện sét dạng hàm Heidler i(t) Biên độ 30kA, dạng (1,2/50μs)
2 Tổng trở kênh sét Zs 400 Ω B Cánh WT và chổi than 1 Tổng trở sóng Zb 662 Ω 2 Tốc độ truyền sóng v 3.108 m/s 3 Chổi than Ri 0,5 Ω C Đường dẫn dòng sét qua cột trụ I Điện trở 1 Cột trụ R1 2,251.10-3 Ω 2 Lớp bảo vệ cáp điện R2 0,134 Ω 3 Lõi cáp điện R3 0,315.10-3 Ω
4 Lớp bảo vệ cáp điều khiển R4 0,141 Ω
5 Lõi cáp điều khiển R5 0,250 Ω
II Điện cảm
1 Cột trụ L1 5,233.10-3 mH
2 Lớp bảo vệ cáp điện L2 8,247.10-3 mH
3 Lõi cáp điện L3 7,399.10-3 mH
4 Lớp bảo vệ cáp điều khiển L4 9,206.10-3 mH
5 Lõi cáp điều khiển L5 8,907.10-3 mH
III Điện dung
1 Giữa cột trụ với đất Cg1;…;
Cg10
18,6; 37,2; 55,8; 74,4; 93,0; 111,6; 130,2; 148,8; 167,4; và 186,0 pF
2 Cột trụ với cáp điện C12 70,110.10-6 μF
3 Cột trụ với cáp điều khiển C14 59,470.10-6 μF
4 Lõi với lớp bảo vệ cáp điện C23 4,693.10-3 μF
5 Lõi với lớp bảo vệ cáp điều khiển C45 0,602.10-3 μF
D Hệ thống nối đất
1 Điện trở nối đất của cột trụ R0 1, 2, 5 và 10 Ω
2 Điện trở đoạn dây nối lớp bảo vệ
74