Hình 3.27: So sánh đồ thị điện áp tại đầu điện cực nối đất (1m) giữa mơ hình PI và mơ hình JMARTI với các thơng số điện cực nối đất và dịng sét tương tự nhau.
với mơ hình PI dù hai mơ hình có dạng đồ thị điện áp như nhau. Thời gian điện áp trở về không cũng lớn hơn so với mơ hình PI. Kết quả mơ phỏng phù hợp với kết quả mô phỏng từ EMTP Modelling Of Grounding Electrodes của N.D. Hatziargyriou M.I. Lorentzou [3]
Sử dụng lại mơ hình điện cực nối đất chơn ngang và thơng số dịng CIGRE dùng ở mục 3.3.1 so sánh với mơ hình JMARTI ta được kết quả tại vị trí 20m trên điện cực nối đất
dài 100m
Hình 3.28: So sánh đồ thị điện áp trên điện cực nối đât tại vị trí 20m giữa mơ hình PI và mơ hình JMARTI
Nhận xét : Dạng sóng điện áp của hai mơ hình là như nhau. Tuy nhiên điện áp tính
tốn của mơ hình Jmarti lớn hơn mơ hình Pi khi xét cùng vị trí quan sát. Mơ hình sau đó chạy ra các kết quả có phần tương đồng về dạng đồ thị điện áp nhưng lại lớn hơn về trị đỉnh điện áp ở mơ hình Jmarti so với mơ hình PI tại các vị trí quan sát khác như 0m, 40m ,60m ,80m và 100m trên điện cực nối đất dài 100m.
80 m 73.216
100 m 41.255
trí khác nhau trên điện cực giữa mơ hình PI và mơ hình JMARTI trên điện cực dài 100m. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 3000 6000 9000 12000 15000 18000
So sánh trị đỉnh diện áp các vị trí trên điện cực giữa 2 mơ hình
Jmarti Pi
Chiều dài điện cực(m)
Đ iệ n á p ( V )
Hình 3.29 : Đồ thị so sánh giá trị đỉnh điện áp các vị trí trên điện cực nối đất giữa mơ hình PI và mơ hình JMARTI
Nhận xét : Tại mơ hình Jmarti điện áp tại các vị trí càng gần đầu điện cực nối đất thì
độ chênh lệch giá trị đỉnh so với mơ hình PI càng lớn. Mơ hình Jmarti ln ra giá trị đỉnh điện áp lớn hơn so với mơ hình PI và có tính chính xác cao hơn do tính đến sự phụ thuộc tần số của các thành phần điện cảm, điện dung trong điện cực nối đất. Vì vậy việc phân tích sử dụng mơ hình Jmarti để đảm bảo tính chính xác cũng như an tồn trong việc nối đất cho các hệ thống điện cao thế là cần thiết.
Xây dựng mơ hình điện cực nối đất chơn dọc thơng qua mơ hình Jmarti
Trên thực tế các cọc tiếp địa đa số thường được chôn dọc nhiều hơn chơn ngang. Vì vậy dựa trên nhu cầu thực tế, cần xây dựng mơ hình điện cực nối đất chơn dọc bằng cả hai mơ hình để đem lại kết luận chính xác.
Hình 3.30: Đồ thị điện áp tại vị trí đầu của điện cực khi chôn dọc so với khi được chơn nằm ngang và có cùng thơng số
Hình 3.31 : Đồ thị điện áp tại vị trí đầu của điện cực khi chơn dọc so sánh giữa 2 mơ hình PI và JMARTI khi có cùng thơng số
Nhận xét : Điện áp trên điện cực chơn dọc và chơn ngang khi có dịng sét đi qua có
dạng đồ thị điện áp tương đồng nhau. Tuy nhiên trị đỉnh điện áp điện cực chôn ngang lớn hơn so với điện cực chôn dọc một khoảng tương đối lớn. Tương tự khi so sánh với mơ hình PI ta thấy sự chênh lệch lớn trong 2 đồ thị điện áp khi áp dụng phương pháp chôn dọc cho điện cực nối đất. Kết quả mô phỏng phù hợp với kết quả mô phỏng từ EMTP Modelling Of Grounding Electrodes của N.D. Hatziargyriou M.I. Lorentzou [3] . Các mô phỏng trên phù hợp với cơ sở lý thuyết và cơ sở thực tế về điện cực nối đất.
TRÊN MÔ HÌNH ĐƯỜNG DÂY THỰC TẾ
4.1) PHÂN TÍCH DỮ LIỆU THỰC TẾ
4.1.1) Hệ thống đường dây truyền tải 220kV Phú Lâm – Bình Tân.
Đường dây 220 kV Phú Lâm - Hóc Mơn do Cơng Ty Truyền Tải Điện 4 quản lý, đây là tuyến đường dây huyết mạch liên kết mạch vòng với Trung tâm Điện lực Phú Mỹ (Phú Mỹ - Cát Lái - Thủ Đức - Hóc Mơn - Phú Lâm và Phú Mỹ - Nhà Bè - Phú Lâm). Đường dây được xây dựng và đưa vào vận hành năm từ 1985, làm nhiệm vụ cung cấp điện cho TP.HCM, có tổng chiều dài tồn tuyến khoảng 17,8 km, đi qua các quận 12, Bình Tân và huyện Hóc Mơn.
Dữ liệu thực tế sử dụng được cung cấp từ Công ty Cổ Phần Tư Vấn Xây Dựng Điện 2 (PECC2). Ta lấy đường dây truyền tải 220kV Phú Lâm – Bình Tân để xây dựng mơ hình trên EMTP. Với chiều dài từng khoảng vượt được dựa theo Quy Phạm Trang Bị Điện [7], chiều dài khoảng vượt đối với cấp 220kV là 300m.
Đường dây khảo sát Phú Lâm – Bình Tân
Cấp điện áp 220kV
Loại dây ACSR 411.6
Số mạch 1 Chiều dài tổng 17.89km Điện trở DC (Ω/km) 0.089 Bán kính (cm) 2.64 Số khoảng vượt 60 Số dây chống sét 2 Đường kính dây chống sét 1.37 Điện trở DC (Ω/km) dây chống sét 0.279
Chiều dài cọc (m) 3
Chất liệu Đồng
Đường kính cọc (cm) 4
Độ chôn sâu (m) 0.8
Điện trở suất của đất (Ω.m) 100
Độ dẫn điện của đất 1
Hằng số điện môi của đất 5
Kiểu chôn Chôn dọc
Thông số cột truyền tải 8m
Dây chống sét Pha A Pha A 0.6m 6m 16.5m 6m Pha B 4.6 m Pha C 6m 31.5m 0.8m 3m Điện cực nối đất 4cm
Trở kháng tự thân của cột truyền tải và dây dẫn nối đất là không đáng kể. Đường dây thiết lập chỉ sử dụng phần lộ bên phải của cột truyền tải. Trở kháng nguồn tại trạm Phú Lâm được cung cấp bởi PECC2 có R(Ω) =0.00186 và X(Ω) = 0.00828 thứ tự không và R(Ω) =0.00129 và X(Ω) = 0.00482 tại thứ tự thuận và thứ tự nghịch
Xét về bài tốn q độ sét vì dịng sét khơng có tần số cố định nên ta chọn mơ hình đường dây phụ thuộc tần số ( Frequency Dependent Transmision Line Model ) nhằm tăng độ chính xác cho mơ phỏng cũng như tính tốn trên EMTP. Dùng mơ hình đường dây phụ thuộc tần số tuy làm tăng khối lượng tính tốn cũng như thời gian mơ phỏng nhưng độ chính xác về số liệu tính tốn cũng như dạng đồ thị điện áp lớn hơn rất nhiều so với khi sử dụng mơ hình tham số hằng (Constant Parameter) trong việc tính tốn q độ dịng điện sét.
Đối với đường dây
FD ta cần nhập các thông số như cấu trúc treo dây trên cột, thông số dây dẫn, phân pha, chiều dài đoạn dây... trong Module Line Data để chương trình có thể tính tốn số liệu và đưa vào
mơ hình đường dây mà ta muốn mô phỏng.
Dữ liệu ta đưa vào
Module Line Data bao gồm [9]
Module: cho phép khai báo các dạng dữ liệu cần tính (line model hoặc Line Parameters) Line Model: tạo ra mơ hình đường dây cho các bài toán chế độ xác lập và mơ phỏng thời gian Line Parameters: tính điện trở, điện kháng, và điện dung của dây dẫn.
Unit: xác định đơn vị sử dụng cho dữ liệu bao gồm hệ SI hoặc hệ English. Input option: lựa chọn cách khai báo sơ đồ bố trí và số liệu dây dẫn.
Hình 4. 1 : Mơ hình đường dây phụ thuộc tần số trong EMTP