T Loại WT Kích thước c a WT ủ S l n sét ố ầ đánh (lần/năm) S l n sét ố ầ đánh tăng so v i V29 (lớ ần) Ht (m) (m) Hb (m) h Tăng so v i V29 ớ (lần) 1 V29 (0,225MW) 30 14,5 44,5 - 0,3 - 2 V47 (0,66MW) 40 23,5 63,5 1,4 0,7 2,3 3 V52 (0,85MW) 49 26 75 1,7 1,2 4,0 4 V66 (1,5MW) 65 33 98 2,2 3,0 10,0 5 V80 (1,5÷2MW) 67 39 106 2,4 3,5 11,7 6 V90 (2÷2,5MW) 80 45 125 2,8 6,2 20,7 7 V112 (3MW) 94 56 150 3,4 11,9 39,7
Hình 2.7 cũng cho biết, s lố ần sét đánh trực ti p WT trung bình ế hàng năm ở Vi t Nam là r t cao. Vệ ấ ới WT điển hình có công su t 1,5 ấ ÷ 2MW (tương đương WT loại V80) nếu được lắp đặ ại t t Ninh Thu n có mậ ật độ sét th p nh t trong s các t nh thành (Nấ ấ ố ỉ g = 1,4 ÷ 3,4 l n/kmầ 2/năm) thì số ần sét đánh WT trung bình cũng từ l 1,2 ÷ 2,3 lần/năm; còn nế ắp đặ ạu l t t i Ti n Giang và Cà Mau - ề nơi có mật độ sét l n nhớ ất nước (Ng = 13,7 l n/kmầ 2/năm) thì số ần sét đánh WT l trung bình lên đến 8,7 lần/năm.
2.5. Nh n xét ậ
Hình 2.8. So sánh So sánh s l n sét ố ầ đánh trực tiếp WT theo phương pháp IEC và EGM ( ng vứ ới kích thước WT
và mật độ sét khác nhau) Kết quả tính toán so sánh số
lần sét đánh trực tiếp WT giữa phương pháp IEC và EGM trên hình 2.8 cho thấy: Với các WT có chiều cao thấp dưới 110m số lần sét đánh giữa hai phương pháp cho kết quả gần giống nhau, nhưng khi WT có chiều cao lớn từ 110m trở lên số lần sét đánh giữa hai phương pháp sai khác nhau rất nhiều.
10
Điều này là d hi u vì khi WT công su t nh - cánh ng n, ph n ễ ể ấ ỏ ắ ầ di n tích thu hút sét hình ch nh t c a WT trên mệ ữ ậ ủ ặt đất nh nên kỏ ết qu tính toán s lả ố ần sét đánh WT giữa 2 phương pháp gần như giống nhau. Tuy nhiên, khi WT công su t l n - cánh dài, ph n di n tích ấ ớ ầ ệ hình ch nh thu hút sét c a WT trên mữ ật ủ ặt đấ ớt l n nên s lố ần sét đánh WT giữa hai phương pháp sai khác nhau rất nhi u. ề
So với phương pháp IEC, phương pháp EGM kể đến đồng thời hai y u t sát v i th c t luôn biế ố ớ ự ế ến thiên là dòng điện sét và chi u cao ề t ng th c a WT (luôn chuyổ ể ủ ển động ph thu c vào chi u dài cánh) ụ ộ ề do đó chắc ch n s cho k t qu ắ ẽ ế ả chính xác hơn đặ, c bi t v i các WT ệ ớ có kích thước cao trên 110m.
2.6. K t Lu n ế ậ
Trong chương 2, tác gi ả đã thực hiện được mộ ố ấn đềt s v sau: 1) Giới thiệu lý thuy t mô hình ế điện hình h c (EGM) và các ọ phương
pháp xác định s l n ố ầ sét đánh trực ti p WT. ế
2) Áp dụng mô hình điện hình h c trong tính toán s lọ ố ần sét đánh vào tua bin gió.
3) Xây dựng các đường đặc tính xác định s lố ần sét đánh đố ới v i các tua bin gió điển hình lắp đặt trong điều ki n Vi t Nam. K t qu ệ ệ ế ả tính toán có th ể được s d ng làm tài li u tham kh o cho các d ử ụ ệ ả ự án điện gió tương lai tại Vi t Nam. ệ
Chương 3. PHÂN TÍCH QUÁ ĐIỆN ÁP SÉT C M NG Ả Ứ TRONG H Ệ THỐNG ĐIỆN VÀ ĐIỀU KHI N Ể
C A TUA BIN GIÓỦ
Khi sét đánh vào cánh WT, dòng điện sét s ẽ được d n qua: vẫ ật dẫn đặt trong cánh, vành trượt chổ- i than, c t tr thép r ng r i xu ng ộ ụ ỗ ồ ố h ệ thống nối đấ Do đường cáp điện và cáp điềt. u khiển đường lắp đặt bên trong c t tr thép nên khi ộ ụ dòng điện sét ch y qua c t tr xu ng ạ ộ ụ ố đấ ẽt s phát sinh QĐA sét c m ng ả ứ trên các đường cáp này có th gây ể nguy hiểm cho cách điện c a các thi t b đi n và thi t b ủ ế ị ệ ế ị điều khi n ể trong HTĐ&ĐK của WT.
Chương này sẽ ử ụng phương pháp s d mô ph ng trên ph n mỏ ầ ềm ATP/EMTP để nghiên cứu QĐA sét trong HTĐ&ĐK của WT điển hình c a Vi t Nam. T ủ ệ ừ đó khuyến cáo các bi n pháp ph i h p cách ệ ố ợ
điện, góp phần đảm b o an toàn cho các ph n t , thi t b trong ả ầ ử ế ị HTĐ&ĐK của WT.
11
3.2. Mô hình các ph n t cho nghiên cầ ử ứu QĐA cảm ứng trong HTĐ&ĐK của WT
Để nghiên cứu QĐA sét cảm ứng trong HTĐ&ĐK của WT nhất thi t phế ải mô hình hóa được các ph n t liên quan. ầ ử
- Nguồn điện sét được mô hình b ng m t nguằ ộ ồn dòng lý tưởng i(t) là hàm Heidler n i song song v i t ng tr sóng c a kênh sét Zố ớ ổ ở ủ s.
- Các CSV được s dử ụng để ạ h n ch ế QĐA sét trong HTĐ&ĐK của WT mô hình bằng điện tr phi tuy n V-A. ở ế
3.3. Ch n WT và tính toán thông s mô hình các ph n tọ ố ầ ử
Đối tượng WT đượ ực l a ch n cho nghiên cọ ứu QĐA sét cảm ứng trong chương này là loại điển hình đã, đang và sẽ ắp đặ ạ l t t i các d ự án điện gió c a Vi t Nam v i các thông sô k thuủ ệ ớ ỹ ật cơ bản:
- Máy phát điện công su t 1,5ấ MW đặt trong thùng, MBA 2MVA- 0,69/22kV đặt dưới chân c t tr . ộ ụ
- Cánh dài 39m, vậ ẫt d n trong cánh b ng nhôm ti t di n 25mmằ ế ệ 2. - C t tr ộ ụ thép cao 67m; đường kính kính đỉnh, gi a và chân c t tr ữ ộ ụ
lần lượt là: 2,5m, 3,4m và 4,3m.
- Cáp điện 690V (Cu-XLPE-600mm2) và cáp điều khi n (RG58A/U) ể lắp đặt song song và cách thành trong c a c t tr 200mm. ủ ộ ụ
Hình 3.5. Mô hình mạch tương đương trên đường d n dòng sét qua c t tr WT ẫ ộ ụ - V t d n trong cánh WT ậ ẫ
được mô hình b ng t ng tr ằ ổ ở sóng v i tớ ốc độ truy n ề sóng.
- Vành trượt chổ- i than có kích thước nh ỏ nên được mô hình bằng điện tr ở không đổi.
- Đường dẫn dòng điện sét qua c t trộ ụ, trong đó lắp đặt các đường cáp được chia đều thành 10 đoạn b ng ằ nhau và mô hình b ng mằ ột mạch tương đương với thông s R, L, C rố ải đều trên mỗi đoạn (t ừ đỉnh xu ng chân c t tr ) ố ộ ụ như trên hình 3.5.
12
- T ng tr sóng c a cánh, các thông s R, L, C trong mổ ở ủ ố ạch điện tương đương được tính toán phù h p vợ ới đối tượng nghiên c u là ứ WT đã lựa ch n cùng các thông s mô hình liên quan cho nghiên ọ ố cứu QĐA sét cảm ứng trong HTĐ&ĐK của WT được l a ch n ự ọ t ng h p b ng 3.3. ổ ợ ở ả
trụ có tr s ị ố tăng dần t nh xu ng chân c t tr và do t n hao trên ừ đỉ ố ộ ụ ổ các điện tr thành ph n. ở ầ QĐA cảm ứng l n nhớ ất trên cách điện c a ủ đường cáp điện phía chân so với phía đỉnh c t tr gi m kho ng 2 lộ ụ ả ả ần (368kV so v i 181kV), còn ớ QĐA sét cảm ứng trên cách điện đường cáp điều khi n phía chân gi m kho ng 3,4 l n so vể ả ả ầ ới phía đỉnh c t tr ộ ụ (591kV so với 176kV). Điều này g i ý, nên h n ch b trí tợ ạ ế ố ối đa việc lắp đặt các TBĐ&ĐK tại phía đỉnh cột tr ngay t khâu thi t k . ụ ừ ế ế
B ng 3 .ả .3 K t ế quả tính toán các thông s ốmô hình ph n t liên quan cho nghiên c u ầ ử ứ