Sơ đồ nguyên lý mô phỏng thiết bị tự động phát hiện pha chạm đất được thực hiện trên phần mềm ANSYS Simplorer
Thời gian thiết lập chạy trong phần mềm mô phỏng: 100ms
Nút thử chạm đất được thiết lập tự động trên phần mềm dựa trên thời gian thực, nếu thời gian thiết lập < 100ms thì cơng tắc đóng lại, nối ngắn mạch một pha qua điện trở xuống đất, nếu thời gian thiết lập > 100ms thì cơng tắc vẫn ở trạng thái mở, nhánh có điện trở thử chạm đất bị hở mạch
Trên sơ đồ ngun lý mơ phỏng (hình 4 1), điện áp 3 pha trung tính cách ly được thiết lập dạng hình sine có trị hiệu dụng Ud = 400V để phù hợp với mơ hình thiết bị trong phịng thí nghiệm Biến áp hạ áp được lựa chọn trong thư viện phần mềm Simplorer là loại lý tưởng có tỉ số vịng dây sơ cấp và thứ cấp N = 9 để điện áp thứ cấp đưa đến mạch tự động phát hiện pha sự cố có trị hiệu dụng U = 24VAC
Hình 4 2 thể hiện các điện áp sơ cấp và thứ cấp biến áp hạ áp khi xảy ra sự cố chạm đất pha A Khi chưa xảy ra sự cố chạm đất, điện áp thứ cấp cả 3 pha đều có trị hiệu dụng 24V Khi xảy ra sự cố chạm đất pha A, điện áp pha A giảm xuống, điện áp pha B, C tăng lên như đồ thị hình 4 2b Mức độ giảm điện áp pha sự cố phụ thuộc vào điện trở chạm đất pha đó, điện trở chạm đất càng nhỏ, mức độ giảm càng lớn
(a) (b)
Hình 4 2 Điện áp sơ cấp (a) và thứ cấp (b) biến áp hạ áp
khi xảy ra sự cố chạm đất pha A
Các thơng số bộ tách pha được tính chọn và thể hiện trên hình 4 3 Các điện trở mạch RC trước bộ chỉnh lưu cầu 3 pha có giá trị R = 1kΩ, tụ điện có điện dung C = 1 8uF để tạo điện áp lệch pha, cùng biên độ với điện áp ở nhánh phân áp Cuối cùng, điện áp đầu ra tải sau bộ chỉnh lưu cầu có dạng một chiều nhấp nhơ với tần số f = 300Hz (gấp 6 lần tần số dòng điện đầu vào)
Thơng số linh kiện và dạng sóng điện áp sau chỉnh lưu, được thể hiện trên hình 4 3
Hình 4 3 Thơng số linh kiện bộ tách pha và dạng sóng
điện áp sau chỉnh lưu
Có thể nhận thấy điện áp sau bộ chỉnh lưu có điện áp trung bình 12V với độ nhấp nhơ 2 5% (3V) và tần số 300Hz
Khi xảy ra sự cố chạm đất pha A, điện áp Uca = Uc – Ua > 0, Uab = Ua – Ub < 0, Ubc = Ub – Uc = 0 Các kết quả được thể hiện trên đồ thị dạng sóng hình 4 4
Hình 4 4 Các điện áp Uab, Ubc, Uca khi xảy ra sự cố chạm đất pha A
tại thời điểm 40ms