Báo cáo Xác định vị trí lắp đặt hợp lý chóng sét van bảo vệ trạm biến áp phân phối có xét đến các yếu tố ảnh hưởng (Phần 1)

Nội dung text: Báo cáo Xác định vị trí lắp đặt hợp lý chóng sét van bảo vệ trạm biến áp phân phối có xét đến các yếu tố ảnh hưởng (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ Xác định vị trí lắp đặt hợp lý chóng sét van bảo vệ trạm biến áp phân phối có xét đến các yếu tố ảnh hưởng MÃ SỐ: B2009 - 22 - 35 CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: PGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH S K C 0 0 3 2 0 9 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, THÁNG 03/2011
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ Xác định vị trí lắp đặt hợp lý chống sét van bảo vệ trạm biến áp phân phối có xét đến các yếu tố ảnh hưởng Mã số: B2009– 22 – 35 Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS. Quyền Huy Ánh Tp. Hồ Chí Minh, tháng 3/2011
3. Đề tài NCKH B2009-22-35 Chương 1 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CHỐNG SÉT VAN 1.1. Đặt vấn đề Mọi thiết bị điện khi lắp đặt đều được dự kiến đưa vào vận hành lâu dài ở một cấp điện áp xác định và thường được lựa chọn dựa trên điện áp định mức của lưới điện mà thiết bị đó được đấu nối vào. Tuy nhiên, trong thực tế vận hành, đôi lúc lại xảy ra quá điện áp tạm thời do nhiều nguyên nhân gây ra, có thể là do các sự cố chạm đất, do thao tác, do sét v.v. Trong đó, quá điện áp do sét là nguy hiểm nhất, bởi vì quá điện áp này rất lớn gây phóng điện đánh thủng cách điện và phá hủy thiết bị. Có ba yếu tố quan trọng như nhau có liên quan đến việc bảo vệ quá áp: thiết kế tổng quan lưới điện, cấp độ cách điện xung cơ bản (BIL) của thiết bị (máy biến áp, bộ điều áp, dàn tụ bù,.v.v.) trên lưới, thiết bị bảo vệ (chống sét van, dây chống sét). Khả năng cách điện của hệ thống cơ bản được xác định bởi đặc tính kỹ thuật của các bộ phận sử dụng (cực cách điện, dây dẫn, v.v ) cộng với cấu trúc, khoảng cách và tất cả các hệ số khác bao gồm trong việc thiết kế hệ thống. Cách điện của một hệ thống phải chịu được điện áp tần số nguồn liên tục trong nhiều năm với nhiều điều kiện khí quyển. Để đảm bảo tính hợp nhất dài hạn của hệ thống, phải thiết kế cho lưới điện chịu được điện áp cao hơn mức bình thường. Tuy nhiên, về mặt kinh tế cũng khó thực hiện được lưới điện có khả năng chịu được điện áp cao như khi có quá áp quá độ. Tương tự cấp cách điện của thiết bị phân phối được thiết kế để chịu được điện áp cao hơn bình thường. Phương pháp này có hiệu quả đến một mức nào đó, nhưng sẽ nhanh chóng đến một giai đoạn mà không thể thêm chi phí để tạo cấp cách điện BIL cao hơn được nữa vì không khả thi về kinh tế. Cấp bảo vệ quá áp cần phải bổ sung bằng cách lắp đặt thiết bị bảo vệ để giới hạn lượng điện áp mà một thiết bị (hay đoạn đường dây) phải chịu. Phương pháp này còn cho phép giảm cấp độ cách điện của thiết bị, vì có thể dựa vào khả năng quá áp nhỏ hơn, và nói chung tạo ra một sơ đồ bảo vệ quá áp tiết kiệm hơn. Các công ty Điện lực đương nhiên cũng áp dụng các thực tế khác nhau nhưng đều phải PGS.TS Quyền Huy Ánh-ThS. Nguyễn Phan Thanh 9
4. Đề tài NCKH B2009-22-35 Chương 1 tính đến ba yếu tố cơ bản: phục vụ khách hàng, khả năng chịu đựng điện áp (đặc biệt là quá áp do sét) và yếu tố kinh tế. Không thể thiết kế một lưới điện có thể đáp ứng được yêu cầu là mọi quá điện áp phải dưới mức chịu đựng của cách điện của các thiết bị, bởi vì như thế sẽ làm cho chi phí vượt quá mức. Do vậy, khi thiết kế một lưới điện, cũng như tính chọn thiết bị lắp đặt trên lưới là hạn chế tối thiểu các tác hại của quá áp, quy trình này dựa trên cơ sở phối hợp các quá áp dự kiến và khả năng chịu đựng quá áp của các thiết bị. Muốn đạt được điều này phải đáp ứng hai bước sau đây : - Thiết kế lưới điện thích hợp để kiểm soát và hạn chế tối thiểu các quá áp. - Sử dụng các thiết bị bảo vệ quá áp. Tổng hợp hai bước trên được gọi là bảo vệ quá áp hay phối hợp cách điện. Các thiết bị bảo vệ quá áp do sét bao gồm : - Khe hở phóng điện. - Các loại van chống sét. Mục tiêu cơ bản của các bảo vệ quá áp trong hệ thống điện là tránh các hư hỏng cách điện, ngừng làm việc hoặc hư hỏng của thiết bị. Hiện tại, thông thường sử dụng chống sét van MOV không khe hở để bảo vệ quá áp do sét trên lưới phân phối [13, 14, 15]. 1.2. Tình hình dông sét ở Việt Nam Việt Nam là một nước thuộc vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, cường độ hoạt động của dông sét rất mạnh. Thực tế sét đã gây nhiều tác hại đời sống con người, gây hư hỏng thiết bị, công trình. Là một trong những tác nhân gây sự cố trong vận hành hệ thống điện và hoạt động của các ngành khác. Ở các vùng lãnh thổ với điều kiện khí hậu, thời tiết và địa hình khác nhau thì đặt điểm về hoạt động dông sét khác nhau, mặt khác điều kiện trang bị kỹ thuật khác nhau thì mức độ thiệt hại do sét gây ra cũng khác nhau. Vì vậy, ngoài việc tiếp nhận các kết quả nghiên cứu của thế giới, mỗi nước cần phải tự tiến hành điều tra, nghiên cứu về đặc tính hoạt động của dông sét và các thông số phóng điện sét trên lãnh thổ của mình để từ đó đề ra những biện pháp phòng, chống sét thích hợp và hiệu quả. PGS.TS Quyền Huy Ánh-ThS. Nguyễn Phan Thanh 10
5. Đề tài NCKH B2009-22-35 Chương 1 Từ các nguồn số liệu khác nhau về ngày dông, giờ dông của các đài trạm thuộc các tỉnh thành, qua xử lý tính toán đã phân ra được 5 vùng đặt trưng về cường độ dông sét trên toàn bộ lãnh thổ Việt Nam, bao gồm: - Khu vực đồng bằng ven biển miền Bắc (khu vực A) - Khu vực miền núi trung du miền Bắc (khu vực B) - Khu vực miền núi trung du miền Trung (khu vực C) - Khu vực ven biển miền Trung (khu vực D) - Khu vực đồng bằng miền Nam (khu vực E) Bảng 1.1 Cường độ dông sét tại các khu vực Ngày dông TB Giờ dông TB Mật độ sét TB Khu vực (ngày/năm) (giờ/năm) (lần/km2.năm) A 51,1 219,1 6,47 B 61,1 215,6 6,33 C 47,6 95,2 3,31 D 44,0 89,32 3,55 E 60,1 126,21 5,37 Kết luận: Sét có điện áp vô cùng lớn thì dòng điện sét được đo đạt dựa trên ảnh hưởng của nó trên thiết bị. Các thiết bị nhạy sét như MOV sẽ cho dòng sét chạy qua. Chống sét van MOV có vật mang dòng điện với điện trở giảm rất thấp trong thời gian sét xảy ra. Các thành phần chủ yếu về đặc tính bảo vệ chống sét được thể hiện qua dòng xung phóng điện. Nhiều thiết bị khoa học hiện đại được dùng để đo lường và ghi lại dòng sét, đã cho thấy phạm vi thay đổi rất rộng của giá trị dòng điện từ: 1000A đến 200kA cho thấy mức độ khó đoán của biên độ sét. Sự nghiên cứu phân tích cho thấy dòng chạy qua chống sét van MOV chỉ khoảng 1/10 tổng giá trị của dòng điện sét nhưng đặc biệt lưu ý là chỉ khoảng 5 số sét trên lưới điện phân phối vượt quá giá trị 10kA. 1.3 Một số thuật ngữ cơ bản 1. Điện áp định mức Ur (Rated Voltage) a. Theo IEC: Điện áp định mức của chống sét van là giá trị hiệu dụng cho phép tối đa của điện áp tần số công nghiệp đặt vào hai cực chống sét mà tại đó chống sét PGS.TS Quyền Huy Ánh-ThS. Nguyễn Phan Thanh 11
6. Đề tài NCKH B2009-22-35 Chương 1 van được thiết kế để vận hành đúng ở các điều kiện được thiết lập trong các thí nghiệm chu kỳ làm việc (Operating duty test). Một chống sét van đáp ứng tiêu chuẩn IEC phải chịu đựng được điện áp định mức của nó ít nhất trong 10 giây, sau khi đã được gia nhiệt trước đến 60oC và chịu tác động một xung dòng cao hay hai xung dòng trong thời gian dài và sau đó được phối hợp kiểm tra độ ổn định nhiệt đối với điện áp vận hành liên tục (Continuous Operating Voltage) trong khoảng thời gian 30 phút. Chu trình thử nghiệm này khá phức tạp và hiển nhiên Ur không phải là giá trị đo trực tiếp trên chống sét. b. Theo ANSI: Điện áp định mức chu kỳ làm việc (Duty Cycle Voltage Rating) là thuật ngữ gần với Ur của IEC. Theo ANSI, điện áp chu kỳ làm việc cũng được định nghĩa là một chu kỳ thử nghiệm khá phức tạp. Điện áp định mức chu kỳ làm việc là điện áp mà tại giá trị này các mẫu thử nghiệm được nạp điện mà không gia nhiệt trước. Điện áp thử nghiệm này được giữ khoảng 20 phút, trong thời gian đó 20xung dòng phân loại (thí dụ 10kA, 8/20 s) được sử dụng với khoảng thời gian giữa các lần thao tác là 50 giây đến 60 giây. Mặc dù các thử nghiệm là khác nhau giữa IEC và ANSI, nhưng trong thực tế giá trị điện áp định mức được xác định bởi các nhà sản xuất khác nhau, đối với các đặc tính chính thì hầu như tương tự dù là được xác định theo IEC hay ANSI. 2. Dòng điện quy chuẩn Iref (Reference current) a. Theo IEC: Dòng điện quy chuẩn là giá trị đỉnh (giá trị đỉnh của hai cực sẽ cao hơn nếu dòng điện bất đối xứng) của thành phần điện trở ở dòng điện tần số công nghiệp được sử dụng để xác định điện áp quy chuẩn của chống sét. Dòng điện quy chuẩn phải đủ lớn để có thể bỏ qua các ảnh hưởng của điện dung tản của chống sét tại giá trị điện áp quy chuẩn đo được và được quy định bởi nhà sản xuất. Theo tiêu chuẩn IEC 99 - 4 thì dòng điện quy chuẩn cho phép khi đặt điện áp xoay chiều tần số công nghiệp vào hai cực của chống sét là tương ứng với mật độ dòng điện khoảng (0,05mA1,0mA)/cm2 của tiết diện đĩa MOV của các chống sét loại một trụ. PGS.TS Quyền Huy Ánh-ThS. Nguyễn Phan Thanh 12
7. Đề tài NCKH B2009-22-35 Chương 1 b.Theo ANSI: Dòng điện quy chuẩn là giá trị đỉnh của thành phần điện trở của dòng điện tần số công nghiệp đủ lớn để có thể bỏ qua các ảnh hưởng của các điện dung tản của chống sét. Mức dòng điện này do nhà sản xuất quy định. Theo tiêu chuẩn ANSI C62 - 11 thì khi nâng điện áp lên 1,25 lần điện áp làm việc liên tục lớn nhất MCOV (Maximum Continuous Operating Voltage) vào hai cực của chống sét thì dòng điện qua chống sét là dòng điện quy chuẩn. Dòng điện quy chuẩn cho phép theo tiêu chuẩn này là (0,05 mA  1,0 mA)/cm2 của tiết diện đĩa MOV. 2. Điện áp quy chuẩn Uref (Reference Voltage) a. Theo IEC: Điện áp quy chuẩn là giá trị đỉnh của điện áp tần số công nghiệp chia cho 2 được sử dụng cho chống sét để đạt dòng điện quy chuẩn. Điện áp quy chuẩn của một tổ hợp gồm nhiều chống sét ghép lại là tổng số của các điện áp quy chuẩn thành phần. b.Theo ANSI: Điện áp quy chuẩn là giá trị đỉnh thấp nhất của điện áp tần số công nghiệp của cực độc lập chia cho 2 , được yêu cầu tạo ra thành phần điện trở của dòng điện bằng dòng quy chuẩn của chống sét. Điện áp quy chuẩn của một tổ hợp gồm nhiều chống sét ghép nối tiếp là tổng số của các điện áp quy chuẩn của từng thành phần. Mức điện áp này do nhà sản xuất quy định. 3. Điện áp vận hành liên tục Uc (Continuous Operating Voltage - COV) a. Theo IEC: Uc (COV) là giá trị hiệu dụng của điện áp tần số công nghiệp tối đa được thiết kế mà điện áp này có thể sử dụng liên tục giữa hai cực của chống sét. Khi so sánh COV của các chống sét các nhà sản xuất khác nhau cần lưu ý là không phải khi một chống sét có COV lớn hơn là đặc tính chống sét tốt hơn. Bởi vì giá trị COV được thiết kế là có thể khác nhau giữa các nhà sản xuất, nó phụ thuộc vào các thông số như: Sự phân bố điện áp phi tuyến đặc biệt là các chống sét có thân dài; Các ứng suất xung thao tác và xung sét; Đặc tính lão hóa; Đặc tính ô nhiễm; và các quá áp tạm thời. COV cao hơn không tương ứng đối với điện áp điểm ngưỡng (Knee point voltage) cao hơn, không cải thiện đặc tính ô nhiễm hoặc khả năng chịu đựng quá áp tạm thời (TOV: Temporary OverVoltage). PGS.TS Quyền Huy Ánh-ThS. Nguyễn Phan Thanh 13
8. Đề tài NCKH B2009-22-35 Chương 1 Do vậy, tốt nhất là cần quy định COV, TOV và các thông số khác riêng lẻ dựa trên yêu cầu thực tế của lưới điện và theo đó lựa chọn chống sét thích hợp. b. Theo ANSI: Thuật ngữ MCOV (Maximum Continuous Operating Voltage) là giá trị hiệu dụng của điện áp tần số công nghiệp tối đa có thể áp đặt liên tục vào hai cực của chống sét. Theo tiêu chuẩn ANSI tất cả các định mức chống sét đều được liệt kê trong một bảng có MCOV tương ứng cho mỗi định mức điện áp chu kỳ làm việc. Trong trường hợp này, có một sự quan hệ cố định giữa MCOV và định mức chu kỳ làm việc và không xem xét đến việc áp dụng thực tế. Do vậy, MCOV được sử dụng như là điện áp thí nghiệm trong các thí nghiệm chủng loại (type test) theo tiêu chuẩn ANSI. Không có xem xét sự phân bố điện áp không tuyến tính làm cho các thử nghiệm theo ANSI ít khắc nghiệt so với các thử nghiệm theo IEC. Các định nghĩa cho COV và MCOV ở các tiêu chuẩn là tương đương. Tuy nhiên, khi xem xét đến sự phân bố điện áp không đồng nhất không có ở tiêu chuẩn ANSI. Do vậy, MCOV chỉ được xem như là giá trị điện áp liên tục tối đa được sử dụng trong thử nghiệm phân loại, được chia theo tỉ lệ cho các đĩa trong một chống sét van, không phải của chống sét hoàn chỉnh. 4. Quá điện áp tạm thời TOV (Temporary Over Voltage) Quá điện áp với tần số vài Hz đến vài trăm Hz, thời gian kéo dài từ vài ms đến hàng giờ. Các nguyên nhân của quá áp tạm thời có thể là chạm đất một pha, hai pha, cộng hưởng sắt từ trong lưới điện, sa thải phụ tải. Thông thường xung này không được quá 3 pu và không gây nguy hiểm trong vận hành lưới điện. Tuy nhiên, nó là yếu tố quyết định đến kích cỡ của chống sét. 5. Hệ số bền chịu đựng quá áp tạm thời T TOV là một hàm số theo thời gian t ở nhiệt độ môi trường t = 60oC (nhiệt độ không khí bên ngoài chống sét). Đường đặc tuyến ở trên không mang tải trước, đường đặc tuyến phía dưới có mang tải trước, t là khoảng thời gian quá áp tần số công nghiệp. Hệ số độ bền chịu đựng quá áp tạm thời T là khả năng chịu đựng TOV của chống sét van được định nghĩa như sau : PGS.TS Quyền Huy Ánh-ThS. Nguyễn Phan Thanh 14
9. Đề tài NCKH B2009-22-35 Chương 1 TOV T UC Hình 1.1 Quan hệ của hệ số quá áp T = TOV/Uc theo thời gian Để thể hiện khả năng chịu quá áp tạm thời của chống sét MOV, các nhà sản xuất thường cung cấp kèm theo chống sét đặc tính khả năng quá áp tạm thời theo thời gian. Cần lưu ý có hai cách thể hiện: a. Cách 1 (theo các nhà sản xuất Châu Âu và theo tiêu chuẩn IEC) Trong Hình 1.1, đường đặc tuyến ở phía trên có giá trị đối với các chống sét không có mang tải trước đáng kể. Vì lý do ổn định nhiệt nên nhiệt độ MOV không thể vượt quá một giá trị xác định, năng lượng do chống sét hấp thụ cũng bị giới hạn. Với lý do đó, tải cho phép trong khoảng thời gian t sẽ giảm theo giá trị của T đáp ứng với TOV. Đường đặc tuyến phía dưới có giá trị đối với chống sét khi ở thời điểm t = 0 đã mang tải trước là Uc, có năng lượng E. Dĩ nhiên đường đặc tuyến này nằm bên dưới đường đặc tuyến chưa mang tải bởi vì trong từng trường hợp, năng lượng hấp thụ vào chống sét van trong khoảng thời gian t của đường đặc tuyến mang tải phải nhỏ hơn. Cách 2: (theo các nhà sản xuất Châu Mỹ theo tiêu chuẩn ANSI) Đường cong được thiết lập bằng cách sử dụng điện áp tần số công nghiệp để gia nhiệt trước (đến 60oC) mẫu thử nghiệm, trên định mức chu kỳ làm việc của PGS.TS Quyền Huy Ánh-ThS. Nguyễn Phan Thanh 15
10. Đề tài NCKH B2009-22-35 Chương 1 chống sét cho nhiều lần từ 0,1 đến 104 giây. Một thí nghiệm quá áp được giảm đến giá trị MCOV trong vòng 200 ms trước khi bị hỏng do nhiệt. Khu vực bên dưới đường cong là đặc tính điện áp – thời gian mà ở đó các mẫu thử đã được xác định ổn định nhiệt trong khoảng thời gian chu kỳ sau 30 phút với tổn thất công suất bằng hay ít hơn giá trị gốc. Mặc dù điều này không phải là một thí nghiệm được bắt buộc hay được mô tả bởi tiêu chuẩn ANSI hay IEC. Không phải vì nó là một thí nghiệm ít quan trọng để thiết lập một đường cong điện áp tần số công nghiệp - thời gian nhằm xác định khả năng của một chống sét đáp ứng dòng điện phóng mà theo kinh nghiệm sự quá áp ở tần số công nghiệp không bị quá nhiệt. Cần lưu ý là ở tiêu chuẩn ANSI thử nghiệm mang tải trước để có đường cong Prior Duty chỉ yêu cầu áp dụng đối với các chống sét loại trạm (Station class) và loại trung gian (Intermediated class). Hình 1.2 Khả năng chịu quá áp tạm thời của chống sét van VariSTAR - loại AZL8 6. Điện áp kẹp, điện áp dư Ures (Residual voltage) Điện áp dư Ures là điện áp xuất hiện giữa hai cực chống sét trong quá trình dòng điện phóng chạy qua chống sét. Nó phụ thuộc vào biên độ cũng như dạng sóng của dòng điện phóng và được biểu thị ở giá trị đỉnh. Đối với các biên độ và dạng sóng khác với dòng điện phóng định mức, điện áp dư thường được biểu thị bằng % so với điện áp phóng ở dòng điện định mức. PGS.TS Quyền Huy Ánh-ThS. Nguyễn Phan Thanh 16
11. Đề tài NCKH B2009-22-35 Chương 1 7. Hệ số sự cố chạm đất Ke (Earth fault factor) Hệ số chạm đất Ke là tỷ số của điện áp ở các pha không bị sự cố trong quá trình sự cố đối với điện áp trước khi bị sự cố chạm đất (Bảng 1.2). Bảng 1.2 Hệ số Ke đối với các cấu hình khác nhau của hệ thống điện. Phương thức nối đất của lưới điện Ke Hệ thống 4 dây nối đất lặp lại 1,25 – 1,35 Cáp (4 dây) 1,50 Hệ thống 3 dây nối đất tổng trở nhỏ 1,40 Hệ thống 3 dây nối đất tổng trở cao 1,73 Hệ thống 3 dây nối delta 1,73 8. Năng lượng định mức Dung lượng năng lượng của các chống sét MOV phụ thuộc vào nhiều thông số như khoảng thời gian phóng năng lượng, biên độ dòng và số lần phóng điện. Nói chung, chống sét không được dùng để bảo vệ các thiết bị điện để ngăn ngừa TOV vì như vậy sẽ đòi hỏi một số lượng lớn các chống sét nối song song. Những áp dụng có thể được xem xét chỉ trong trường hợp để hạn chế hay loại trừ TOV cộng hưởng. Trong trường hợp này, cần phải nghiên cứu một cách cẩn thận để chọn lựa chống sét có dung lượng thích hợp. Tổng trở ngắn mạch nhìn từ thiết bị chống sét trong quá trình xảy ra TOV đóng vai trò quan trọng để xác định yêu cầu năng lượng, các yếu tố khác ảnh hưởng đến dung lượng TOV là năng lượng hấp thụ như nhiệt độ ban đầu của các thớt của bộ chống sét khi có TOV và điện áp đưa vào sau TOV. Đối với các TOV có tần số cao hơn tần số công nghiệp có thể giả thiết ở cùng một biên độ điện áp thì khoảng thời gian chịu đựng của chống sét trong hai trường hợp này được xem như nhau nếu quá trình này ngắn hơn 10s. Đối với các trường hợp khác thì phải tham khảo ý kiến nhà sản xuất. Theo IEC là các thử nghiệm chịu đựng xung dòng thời gian dài (Long duration current impulse withstand test). Và theo ANSI là các thí nghiệm chịu đựng dòng phóng (Discharge current withstand test) đó là các xung dòng chữ nhật dài 2-3,2ms, biên độ 200 – 1000A và số xung là 18 hay 20. Nói chung, các yêu cầu của IEC là khắc nghiệt hơn yêu cầu của ANSI do năng lượng mỗi xung là cao hơn. Thông thường các chống sét MOV chịu đựng mức năng lượng cao hơn ở các dòng thấp có PGS.TS Quyền Huy Ánh-ThS. Nguyễn Phan Thanh 17
12. Đề tài NCKH B2009-22-35 Chương 1 thời gian dài (như các ứng suất tần số công nghiệp) so với các dòng cao có thời gian ngắn (như dòng phóng của tụ điện). Khi đề cập đến dung lượng năng lượng phải kèm theo chu trình thử nghiệm nếu không thì không có nghĩa. Cũng cần lưu ý các số liệu cho bởi các nhà sản xuất thường khác nhau và khó so sánh trừ phi chúng cũng được tiến hành với các chu trình thử nghiệm tương đương. Các số liệu có thể được giới thiệu bằng nhiều cách chẳng hạn như kJ/kV MCOV hay kJ/kV định mức. Có thể xem sự khác nhau là 25% định mức là khoảng 1,25 lần MCOV. 1.4. Thiết bị chống sét van MOV không khe hở 1. Cấu tạo chống sét MOV (Metal Oxide Varistor) MOV tổng hợp gồm nhiều kim loại. Các đặc tính điện yêu cầu của sản phẩm cuối cùng là hoàn toàn không có ở các nguyên liệu được sử dụng. Do vậy, các đặc tính điện của MOV được hình thành khi sản xuất, oxit kim loại được dùng để chế tạo MOV thường là oxit kẽm. Biến trở oxit kẽm (ZnO) bao gồm chủ yếu là oxit kẽm (khoảng 90% trọng lượng) và một lượng nhỏ các oxit kim loại khác còn được gọi là phụ gia như: bismuth, cobalt, antimany và oxit măng gan. 2. Đặc tính của MOV Hình 1.3. Đặc tính điện trở phi tuyến của chống sét van MOV Như ở Hình 1.3, điện trở của phần tử MOV là một hàm theo điện áp đặt tại đầu cực. Ở điện áp vận hành bình thường, điện trở của phần tử ZnO có trị số rất lớn và được xem như là cách ly với hệ thống. Trong điều kiện có quá điện áp, điện trở của MOV giảm xuống rất thấp và dẫn dòng điện xung chạy qua, như vậy sẽ bảo vệ được các thiết bị khỏi bị phá hỏng khi có quá điện áp xảy ra. Dòng điện chạy qua chống sét van là dòng phóng điện và PGS.TS Quyền Huy Ánh-ThS. Nguyễn Phan Thanh 18
13. Đề tài NCKH B2009-22-35 Chương 1 điện áp giữa hai cực của nó được gọi là điện áp dư. Như vậy, tổng của điện áp dư của chống sét van với điện áp rơi trên dây nối là điện áp đặt lên thiết bị được bảo vệ trong thời gian xảy ra phóng điện. Sau khi cho dòng điện phóng qua, và điện áp hệ thống trở lại điện áp vận hành bình thường thì điện trở của chống sét van MOV lại tăng cao và trở về chế độ làm việc như một thiết bị cách ly. 1.5 Lựa chọn thiết bị chống sét van theo thông số hệ thống Theo kinh nghiệm, một số tài liệu kiến nghị khi thiếu các thông tin về vị trí lắp đặt thiết bị chống sét, có thể sử dụng các số liệu sau đây để chọn thiết bị chống sét áp dụng cho MOV không khe hở thì điện áp định mức của chống sét được chọn như sau: - 1,25 x điện áp pha-đất định mức với hệ thống 4 dây, trung tính nối đất lặp lại. - 0,8 x điện áp dây định mức đối với hệ thống 3 dây, trung tính trực tiếp nối đất. - 1,05 x điện áp dây đối với hệ thống cách đất. Tuy nhiên, để đảm bảo các biên hạn bảo vệ và phát huy tốt chức năng bảo vệ quá áp của thiết bị chống sét việc lựa chọn chống sét cần tiến hành các bước sau:  Bước 1: Xác định môi trường lắp đặt của chống sét Ở bước này cần xác định yếu tố môi trường bên ngoài nơi chống sét sẽ được lắp đặt như: Chống sét van được lắp đặt trong nhà hay ngoài trời, mức độ ô nhiễm để xác định chiều dài đường rò của vỏ bọc cách điện. Ngoài ra cũng cần chú ý đến điều kiện làm việc không bình thường sau đây để liên hệ với nhà sản xuất để được tư vấn: - Nhiệt độ môi trường xung quanh lớn hơn +400C hay thấp hơn -400C. - Độ cao nơi lắp đặt so với mực nước biển lớn hơn 1000m (các CSV chế tạo theo tiêu chuẩn ANSI độ cao này là h > 1800 m (6000 feet). - Hơi hay hơi nước có thể gây hư hỏng bề mặt của cách điện ngoài. - Sự nhiễm bẩn quá mức gây ra bởi khói, bụi, hơi muối hay các vật liệu dẫn điện khác. - Lắp đặt những nơi mà có các yếu tố quá mức như hơi nước, độ ẩm, nước chảy thành dòng. - Lau chùi chống sét van mà không cắt điện. PGS.TS Quyền Huy Ánh-ThS. Nguyễn Phan Thanh 19