Luận văn Nghiên cứu các biện pháp bảo vệ quá độ do sét trong mạng phân phối mô phỏng bằng chương trình ATP-EMTP (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Nghiên cứu các biện pháp bảo vệ quá độ do sét trong mạng phân phối mô phỏng bằng chương trình ATP-EMTP (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ HỒ VĂN THẮNG NGHIÊN CỨU CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ QUÁ ĐỘ DO SÉT TRONG MẠNG PHÂN PHỐI NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 60520202 S K C0 0 5 2 0 9 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04/2017
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ HỒ VĂN THẮNG NGHIÊN CỨU CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ QUÁ ĐỘ DO SÉT TRONG MẠNG PHÂN PHỐI NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04/2017
3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ HỒ VĂN THẮNG NGHIÊN CỨU CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ QUÁ ĐỘ DO SÉT TRONG MẠNG PHÂN PHỐI NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04/2017
4. LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: Hồ Văn Thắng Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 01/01/1991 Nơi sinh: Bình Thuận Quê quán: Phú vang, Thừa Thiên Huế Dân tộc: Kinh Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: Thôn 5, Đồng Kho, Tánh Linh, Bình Thuận Điện thoại cơ quan: Điện thoại: 01689.419.461 Fax: Email:hovanthang0123@gmail.com II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Cao đẳng: Hệ đào tạo: Cao đẳng chính quy Thời gian đào tạo từ 2009 đến 2012 Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại học Công Nghiệp TP. Hồ Chí Minh Ngành học: Công nghệ điện 2. Đại học: Hệ đào tạo: Đại học chính quy Thời gian đào tạo từ: 2012 đến 2014 Nơi học: Trường Đại học Công Nghiệp TP. Hồ Chí Minh Ngành học: Công nghệ kỹ Thuật Điện-Điện Tử Tên đồ án tốt nghiệp: Hệ thống chuyển nguồn tự động ATS Ngày & nơi bảo vệ đồ án tốt nghiệp: 07/2014, ĐH Công Nghiệp Tp.HCM Người hướng dẫn: TS. Châu Văn Bảo III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 07/2014 đến Công ty TNHH Thiết kê Xây dựng Nhân viên kỹ thuật 05/2016 TMDV Đức Quân 05/2016 đến Công ty TNHH Tư vấn Xây dựng Nhân viên kỹ thuật nay TMDV Tân Hoàn Cầu i
5. LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng 04 năm 2017 Hồ Văn Thắng ii
6. LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành với sự trân trọng và lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy PGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH, trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. HCM, đã tận tình hướng dẫn để em có thể hoà n thà nh luận văn này. Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tập thể quí Thầy Cô khoa Điện – Điêṇ tử trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. HCM đã tận tình, hết lòng giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cho em trong thời gian học tâp̣ và thực hiện luận văn. Xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn động viên, ủng hô ̣ và giúp đỡ trong suốt thờ i gian hoc̣ tâp̣ và hoà n thà nh luận văn này. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng 04 năm 2017 Hồ Văn Thắng iii
7. TÓM TẮT Sét là hiện tượng tự nhiên thường xuyên xảy ra trong năm và thiệt hại do sét đánh là rất lớn. Để hạn chế thiệt hại do sét gây ra trong hệ thống điện phân phối, cần thiết phải sử dụng các thiết bị chống sét (chống sét van). Tuy nhiên, để lựa chọn cũng như phát huy một cách có hiệu quả các thiết bị chống sét, cần thiết phải xác định vị trí tác động và số lượng chống sét van cần phải lắp đặt trong mạng phân phối. Xuất phát từ yêu cầu thực tế, luận văn “Nghiên cứu các biện pháp bảo vệ quá độ do sét trong mạng phân phối” trình bày một cái nhìn tổng quan về sét, hệ thống điện phân phối và mô hình tác động của chúng trên các hệ thống phân phối điện, các kết quả đưa ra cách loại bỏ các tác động tàn phá, gây ra bởi sét, bằng cách sử dụng thiết bị chống sét. Phân tích các kết quả mô phỏng quá điện áp do sét trong mạng phân phối điển hình và trạm biến áp có 2 máy biết áp nhận thấy: - Cần thiết phải lắp đặt chống sét van tại các thanh góp hệ thống (đầu vào trạm biến áp, đầu vào của các thanh góp cung cấp điện cho các tải) để giới hạn giá trị quá điện áp không vượt quá mức cách điện cơ bản của mạng 22kV là 150kV. - Các dạng xung dòng sét (8/20μs và 10/350μs) tuy có ảnh hưởng đến giá trị quá điện áp khi lắp đặt chống sét van nhưng giá trị quá điện áp chênh lệch không đáng kể. - Giá trị điện trở nối đất của hệ thống có ảnh hưởng rất lớn đến biên độ quá điện áp do sét, trị số điện trở nối đất càng lớn thì biên độ quá điện áp do sét càng tăng. Vì vậy, cần thiết thực hiện nối đất với trị số điện trở càng nhỏ càng tốt và nên xây dựng trị số điện trở nối đất nhỏ hơn hoặc bằng 10Ω để đảm bảo về mặt cách điện của thiết bị điện trong mạng phân phối. - Việc lắp đặt chống sét van tại tất cả các máy biến áp là cần thiết để bảo vệ quá điện áp do sét. Tuy nhiên, đối với trạm biến áp có hai máy biến áp có thể lắp đặt chống sét van tại đầu thanh góp của hệ thống cấp điện để bảo vệ cho cả hai máy biến áp nhưng khoảng cách giữa hai máy biến áp phải nhỏ hơn hoặc bằng 8m để đảm bảo về mặt cách điện của thiết bị điện góp phần giảm chi phí xây dựng. - Kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho học viên cao học, nghiên cứu sinh ngành kỹ thuật điện trong nghiên cứu đánh giá kết quả bảo vệ chống sét trong mạng phân phối có xét đến các yếu tố ảnh hưởng. iv
8. ABSTRACT Lightning occurs every year as a natural phenomenon that has done serious damage. In order to cut the damage down to a minimum in electricity distribution, it is necessary to use the arresters (surge arresters). However, to choose the arresters as well as use effectively all surge arresters, it is essential to determine the impacted position and the number of surge arresters for distribution. Derived from actual requirements, the thesis “Research on solutions of transient protection due to lightning in electricity distribution” not only presents a general view about lightning currents, electricity distribution and surge arrester models, but the thesis also exposes clearly result by using surge arresters on rejecting the damage of lightning. The results of simulating the overvoltage by lightining in typical distribution and substation with 2 transformers show that: - It is necessary to install valve – type arresters in system busbar (substation input, the input of the power supplied busbar for transmissions) to limit the overvoltage value not exceed to 150kV of the 22kV basic insulation value. - Although types of lightning surges (8/20μs và 10/350μs) influence on the overvoltage value when installing the surge arresters, the overvoltage value is slightly different. - The value of system ground resistance affects severely to overvoltage magnitude by lightning, the higher the numberic value of ground resistance, the more increasing the overvoltage magnitude is. Therefore, the necessary implementation is setting up a grounded system as small as effective and the value of ground resistance should be less than or equal to 10Ω in order to ensure the insulation area for electronic devices in distribution. The installing of the surge arresters in all transformers is essential to protect the overvoltage by lightning. With the 2 - transformers substation, however, it is able to install the surge arresters in the top of the power supplied system busbar for protecting both transformers, but the gap of 2 transformers must be less than or equal to 8 meters to ensure the insulation area and decrease the installing cost. The result in the thesis may be used references for master learners or graduate students in electrical engineering major, who research and evaluate the results of arresters in distribution considering affected factors. v
9. MUC̣ LUC̣ Trang tựa Trang Quyết định giao đề tài Lý lic̣ h khoa hoc̣ i Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Tóm tắt iv Abstract v Muc̣ luc̣ vi Danh mục hình vẽ ix Danh mục bảng biểu xiv Danh mục các ký hiệu và từ viết tắt xvi TỔNG QUAN 1 1. Lý do lựa chọn đề tài 1 2. Mục tiêu nghiên cứu 2 3. Phạm vi nghiên cứu 3 4. Phương pháp nghiên cứu 3 5. Nội dung nghiên cứu 3 6. Ý nghĩa của đề tài 3 7. Cấu trúc luận văn 4 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5 1.1. Tổng quan về sét 5 1.1.1. Nguồn gốc của sét trong tự nhiên 5 1.1.2. Đặc điểm của Sét 6 1.1.3. Cường độ hoạt động của Sét tại Việt Nam 7 1.2. Ảnh hưởng của Sét đến mạng phân phối 9 1.2.1. Cấp phân phối của hệ thống điện 9 1.2.2. Hệ thống mạng điện: 14 vi
10. 1.2.3. Ảnh hưởng của sét đến mạng phân phối tại Việt Nam 16 1.3. Chống sét van MOV (Metal oxide varitor) không khe hở 17 1.3.1. Cấu tạo và hoạt động 19 1.3.2. Mạch tương đương 20 1.3.3. Khả năng hấp thụ năng lượng 21 1.3.4. Điện áp vận hành liên tục cực đại MCOV (Maximum Continuous Operating Voltage) 22 1.3.5. Quá điện áp tạm thời TOV (Temporary Over Voltage) 23 1.3.6. Dòng điện quy chuẩn Iref (Reference current) 25 1.3.7. Điện áp quy chuẩn Uref (Reference Voltage) 25 1.3.8. Điện áp kẹp, điện áp dư Ures (Residual voltage) 25 1.4. Xung dòng điện 26 1.5.1. Định nghĩa đối với thử nghiệm bằng xung dòng điện 26 1.5.2.Các dạng xung dòng tiêu chuẩn 27 CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH CÁC PHẦN TỬ CHÍNH TRONG NGHIÊN CỨU QUÁ ĐỘ VỚI PHẦN MỀM ATP-EMTP 31 2.1. Giới thiệu phần mềm ATP 31 2.1.1. Lịch sử phát triển của chương trình ATP-EMTP 31 2.1.2. Các thành phần trong thư viện của ATP 32 2.1.3. Mô hình hợp nhất các modile mô phỏng của ATP 32 2.1.4. Những module chính trong ATP 34 2.1.5. Một số ứng dụng quan trọng của ATP 36 2.1.6. Sơ lược về ATPDraw 37 2.1.7. Cài đặt chạy mô phỏng trong ATPDraw 38 2.1.8. Làm việc với dao diện ATPDraw 40 2.1.9. Library equipment (thư viện thiết bị) 41 2.1.10. Module PLOT XY 45 2.2. Mô hình các phần tử chính trong nghiên cứu quá độ 47 2.2.1. Mô hình phát xung sét chuẩn 47 vii
11. 2.2.2. Mô hình chống sét van 49 2.2.3. Mô hình nguồn phát điện áp 52 2.2.4. Mô hình máy biến áp 52 2.1.5 Mô hình đường dây 53 2.1.6 Mô hình hệ thống nối đất 54 Chương 3: MÔ HÌNH HÓA MÔ PHỎNG QUÁ ĐỘ VÀ HIỆU QUẢ BẢO VỆ TRONG MẠNG PHÂN PHỐI. 55 3.1. Mô hình hệ thống thử nghiệm 55 3.2. Mô hình tương đương trong ATPD 55 3.3 Các thử nghiệm 57 3.3.1 Trường hợp không trang bị chống sét van 57 3.3.2. Trường hợp có trang bị chống sét van 63 3.3.3. Đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả bảo vệ 77 3.3.4. Xét trường hợp trạm có số lượng 2 máy biến áp 70 3.4. Kết luận 84 Chương 4: KẾT LUẬN 86 4.1.Kết luận 86 4.2. Hướng phát triển đề tài 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 PHỤ LỤC 89 viii
12. DANH MỤC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1. Hệ thống phân phối hình tia [6] 11 Hình 1.2. Mạch vòng thứ cấp [6] 12 Hình 1.3. Phát tuyến nối vòng bằng máy cắt thường đóng trên đường nối khẩn cấp [6] 13 Hình 1.4. Phát tuyến nối mạch vòng [6] 13 Hình 1.5. Những nét chính của hệ thống mạng phân phối thứ cấp [6] 14 Hình 1.6. Hệ thống mạng phân phối sơ cấp [6] 16 Hình 1.7. Mặt cắt ngang bộ chống sét MOV 19 Hình 1.8. Đặc tính VI của bộ chống sét van MOV 20 Hình 1.9. Mạch tương đương của một phần tử oxit kim loại 20 Hình 1.10. Khả năng quá áp của bộ chống sét dùng cho trạm 23 Hình 1.11. Mối quan hệ giữa bốn khu vực hoạt động, các cấp khác nhau của bộ chống sét 24 Hình 1.12. Điện áp trên bộ chống sét, tổng quát, điều kiện quá áp khác nhau 24 Hình 1.13. Dạng xung dòng điện tiêu chuẩn. 27 Hình 1.14. Dạng xung dòng 8/20µs tiêu chuẩn 27 Hình 1.15. Xung 8/20µs đánh vào đường dây trên không 28 Hình 1.16. Sét đánh gián tiếp cảm ứng vào công trình 28 Hình 1.17. Dạng xung dòng 10/350µs tiêu chuẩn 29 Hình 1.18. Xung 10/350µs đánh trực tiếp vào kim thu sét trên đỉnh công trình 29 Hình 1.19. Xung 10/350µs đánh trực tiếp vào đường dây trên không lân cận công trình 30 Hình 2.1. Mô hình hợp nhất ATP 34 Hình 2.3. Giao diện PlotXY 34 Hình 2.4. Giao diện ATP Control Center 35 Hình 2.5. Giao diện PCPlot 35 ix
13. Hình 2.6. Giao diện GPPLOT 35 Hình 2.7. Giao diện PFE 36 Hình 2.8. Mối tương quan giữa ATPDraw với các Module khác 36 Hình 2.9. Cài đặt trong Preferences 39 Hình 2.10. Cài đặt trong Directories 39 Hình 2.11. Cài đặt trong ATP- Simulation 39 Hình 2.12. Cài đặt trong ATP - Output 40 Hình 2.13. Cài đặt chương trình PlotXY trong Edit Commands 40 Hình 2.14. PlotXY trong ATP sau cài đặt. 40 Hình 2.15. Các thành phần chính trong giao diện ATPDraw 41 Hình 2.16. Danh mục thiết bị 41 Hình 2.17. Probe&3-phase 42 Hình 2.18. Nhánh tuyến tính 42 Hình 2.19. Nhánh phi tuyến 42 Hình 2.20. Đường dây/cáp 43 Hình 2.21. Các loại công tắc 44 Hình 2.22. Các loại nguồn 44 Hình 2.23. Các loại máy điện 44 Hình 2.24. Mô hình MBA trong ATP 45 Hình 2.25. Gọi PlotXY từ ATPDraw 46 Hình 2.26. Giao diện PlotXY 46 Hình 2.27. Dạng sóng sin 46 Hình 2.28. (a) Dạng xung dòng 10kA – 8/20 μs và (b) Dạng xung dòng 10kA – 10/350μs 48 Hình 2.29. Mô hình CSV theo IEEE 49 Hình 2.30. Mô hình CSV theo Pianceti – Gianettoni 50 Hình 2.31. Mô hình CSV theo Fernandez and Diaz 50 Hình 2.32. Mô hình và đường đặc tính V-A của CSV sử dụng trong mô phỏng 51 Hình 2.33. Mô hình nguồn phát điện áp 52 x
14. Hình 2.34. Mô hình MBA 53 Hình 2.35. Mô hình máy biến áp sử dụng mô phỏng 53 Hình 2.36. Mô hình hệ thống nối đất sử dụng mô phỏng. 54 Hình 3.1. Mô hình mạng điện cần bảo vệ chống sét được đề nghị 55 Hình 3.2. Mô hình tương đương trong ATPDraw 56 Hình 3.3. Mô hình mạng phân phối không trang bị CSV khi xung sét đánh vào vị trí 1 57 Hình 3.4. Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi không lắp CSV, sét đánh vị trí 1 với xung sét 10kA-8/20μs. 57 Hình 3.5. Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi không lắp CSV, sét đánh vị trí 1 với xung sét 10kA-10/350μs. 58 Hình 3.6. Mô hình mạng phân phối không trang bị CSV khi xung sét đánh vào vị trí 2 58 Hình 3.7. Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi không lắp CSV, sét đánh vị trí 2 với xung sét 10kA-8/20μs. 58 Hình 3.8. Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi không lắp CSV, sét đánh vị trí 2 với xung sét 10kA-10/350μs. 60 Hình 3.9. Mô hình mạng phân phối không trang bị CSV khi xung sét đánh vào vị trí 3. 61 Hình 3.10. Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi không lắp CSV, sét đánh vị trí 3 với xung sét 10kA-8/20μs. 61 Hình 3.11. Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi không lắp CSV, sét đánh vị trí 3 với xung sét 10kA-10/350μs. 62 Hình 3.12. Mô hình mạng phân phối có trang bị CSV tại các MBA, khi xung sét đánh vào vị trí 1. 63 Hình 3.13. Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi có lắp CSV tại các MBA, sét đánh vị trí 1 với xung sét 10kA-8/20μs. 64 Hình 3.14. Mô hình mạng phân phối có trang bị CSV tại các MBA khi xung sét đánh vào vị trí 2. 65 xi
15. Hình 3.15. Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi có lắp CSV tại các MBA, sét đánh vị trí 2 với xung sét 10kA-8/20μs. 65 Hình 3.16. Mô hình mạng phân phối có trang bị CSV tại các MBA khi xung sét đánh vào vị trí 3. 66 Hình 3.17. Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi có lắp CSV tại các MBA, sét đánh vị trí 3 với xung sét 10kA-8/20μs. 67 Hình 3.18. Mô hình mạng phân phối có trang bị CSV tại các MBA và cuối đường dây khi xung sét đánh vào vị trí 1. 68 Hình 3.19. Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi có lắp CSV tại các MBA và cuối đường dây, sét đánh vị trí 1 với xung sét 10kA-8/20μs. 68 Hình 3.20. Mô hình mạng phân phối có trang bị CSV tại các MBA và cuối đường dây khi xung sét đánh vào vị trí 2. 69 Hình 3.21. Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi có lắp CSV tại các MBA và cuối đường dây, sét đánh vị trí 2 với xung sét 10kA-8/20μs. 70 Hình 3.22. Mô hình mạng phân phối có trang bị CSV tại các MBA và cuối đường dây khi xung sét đánh vào vị trí 3. 71 Hình 3.23. Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi có lắp CSV tại các MBA và cuối đường dây, sét đánh vị trí 3 với xung sét 10kA-8/20μs. 71 Hình 3.24. Mô hình mạng phân phối có trang bị CSV tại tất cả các bus trong HTĐ khi xung sét đánh vào vị trí 1. 72 Hình 3.25. Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi có lắp CSV tại tất cả các bus, sét đánh vị trí 1 với xung sét 10kA-8/20μs. 73 Hình 3.26. Mô hình mạng phân phối có trang bị CSV tại tất cả các bus trong HTĐ khi xung sét đánh vào vị trí 2. 74 Hình 3.27. Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi có lắp CSV tại tấc cả các bus, sét đánh vị trí 2 với xung sét 10kA-8/20μs. 74 Hình 3.28. Mô hình mạng phân phối có trang bị CSV tại tất cả các bus trong HTĐ khi xung sét đánh vào vị trí 3. 75 xii
16. Hình 3.29. Điện áp tại đầu cực MBA 110/22kV khi có lắp CSV tại tấc cả các bus, sét đánh vị trí 3 với xung sét 10kA-8/20μs. 76 Hình 3.30. Mô hình mạng phân phối có trang bị CSV tại tất cả các bus trong HTĐ khi xung sét đánh vào vị trí 1. 77 Hình 3.31. Sóng quá điện áp do sét cảm ứng tại pha A đầu cực MBA với nguồn sét 5kA và dạng sóng 8/20 μs. 78 Hình 3.32. So sánh biên độ quá áp do sét gây ra trên pha A MBA 110/22kV theo các biên độ dòng sét khác nhau và dạng sóng khác nhau. 78 Hình 3.33. Sóng quá điện áp do sét cảm ứng tại pha A đầu cực MBA với nguồn sét biên độ 10kA, dạng sóng 8/20μs và điện trở nối đất Rd =3Ω 79 Hình 3.34. So sánh biên độ quá áp do sét gây ra trên pha A MBA 110/22kV theo các chỉ số điện trở nối đất khác nhau và dạng sóng khác nhau. 80 Hình 3.35. Mô hình mạng phân phối trường hợp tải được cấp điện bằng trạm có hai MBA. 81 Hình 3.36. Mô hình tương đương trong ATPDraw 81 Hình 3.37. Mô hình mạng phân phối có trang bị CSV tại đầu thanh góp tải 3 và tấc cả các bus trong HTĐ, xung sét đánh vào vị trí 4 82 Hình 3.38. Mô hình mạng phân phối có trang bị CSV tại đầu thanh góp tải 3 và tấc cả các bus trong HTĐ, xung sét đánh vào vị trí 5. 82 Hình 3.39. Mô hình mạng phân phối có trang bị CSV tại đầu thanh góp tải 3 và tấc cả các bus trong HTĐ, xung sét đánh vào vị trí 6. 83 Hình 3.40. Điện áp tại đầu cực MBA (22/0,4) T2A khi sét đánh vị trí 4 với xung sét 10kA-8/20μs và d=5m. 83 xiii
17. DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1. Mật độ sét trung bình năm tại Việt Nam(Nguồn: Viện Vật lý địa cầu) 9 Bảng 2.1. Kết quả so sánh sai số điện áp dư ứng với các mô hình CSV và dạng xung dòng khác nhau [11] 51 Bảng 2.2. Trị số điện dung ký sinh điển hình của MBA theo dung lượng [12] 53 Bảng 3.1. Thông số của mô hình các phần tử - thiết bị liên quan trong mạng điện phân phối khảo sát. 56 Bảng 3.2. Kết quả mô phỏng điện áp đo được trên HTĐ khi không lắp CSV, sét đánh vị trí 1. 58 Bảng 3.3. Kết quả mô phỏng điện áp đo được trên HTĐ khi không lắp CSV, sét đánh vị trí 2. 60 Bảng 3.4. Kết quả mô phỏng điện áp đo được trên HTĐ khi không lắp CSV, sét đánh vị trí 3. 62 Bảng 3.5. Kết quả mô phỏng điện áp đo được trên HTĐ khi có lắp CSV tại các MBA, sét đánh vị trí 1. 64 Bảng 3.6. Kết quả mô phỏng điện áp đo được trên HTĐ khi có lắp CSV tại các MBA, sét đánh vị trí 2. 66 Bảng 3.7. Kết quả mô phỏng điện áp đo được trên HTĐ khi có lắp CSV tại các MBA, sét đánh vị trí 3. 67 Bảng 3.8. Kết quả mô phỏng điện áp đo được trên HTĐ khi có lắp CSV tại các MBA và cuối đường dây, sét đánh vị trí 1. 69 Bảng 3.9. Kết quả mô phỏng điện áp đo được trên HTĐ khi có lắp CSV tại các MBA và cuối đường dây, sét đánh vị trí 2. 70 Bảng 3.10. Kết quả mô phỏng điện áp đo được trên HTĐ khi có lắp CSV tại các MBA và cuối đường dây, sét đánh vị trí 3. 72 Bảng 3.11. Kết quả mô phỏng điện áp đo được trên HTĐ khi có lắp CSV tại tất cả các bus trong HTĐ, sét đánh vị trí 1. 73 xiv
18. Bảng 3.12. Kết quả mô phỏng điện áp đo được trên HTĐ khi có lắp CSV tại tất cả các bus trong HTĐ, sét đánh vị trí 2. 75 Bảng 3.13. Kết quả mô phỏng điện áp đo được trên HTĐ khi có lắp CSV tại tất cả các bus trong HTĐ, sét đánh vị trí 3. 76 Bảng 3.14 . Kết quả mô phỏng điện áp đo được tại pha A máy biến áp 110/22kV khi thay đổi biên độ dòng sét, sét đánh vào vị trí 1. 78 Bảng 3.15. Kết quả mô phỏng điện áp đo được tại pha A MBA 110/22kV khi thay đổi trị số điện trở nối đất, sét đánh vào vị trí 1. 79 Bảng 3.16. Kết quả mô phỏng điện áp đo được tại pha A MBA (22/0,4kV) T2A và T2B khi thay đổi khoảng cách d, sét đánh vào vị trí 4, 5, 6. 84 xv
19. DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nguyên nghĩa ATP/EMTP Alternative Transients Program / Electromagnetic Transients Program CSV Chống sét van BIL Basic Impulse Level HTĐ Hệ thống điện IEC International Electrotechnical Commission IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers MBA Máy biến áp TBĐ Thiết bị điện ANSI American National Standards Institute MOV Metal Oxide Varistor MCOV Maximum Rated Continous Operating Voltage CWW Chopped Wave Withstand xvi
20. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH TỔNG QUAN 1. Lý do lựa chọn đề tài Việt Nam là nơi có hoạt động dông sét trung bình thuộc loại cao trên thế giới. Số ngày dông có ở Việt Nam trên nhiều khu vực thuộc loại khá lớn, số ngày dông cực đại là 113,7 (tại đồng phú), số giờ dông cực đại 433,18 giờ tại Mộc Hóa. Tại Việt Nam, sét có cường độ mạnh ghi nhận được bằng dao động ký tự động có biên độ Imax = 90,67kA (số liệu của Viện Nghiên cứu Sét Gia Sàng Thái Nguyên)[4, 7]. Thiệt hại do sét ngày càng tăng khi đất nước ta thực hiện công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa dẫn đến sử dụng nhiều thiết bị điện, điện tử nhạy cảm với sét. Vì vậy, việc nghiên cứu đề ra các giải pháp phòng chống sét hiệu quả không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn rất cần thiết và có tính ứng dụng cao trong đời sống. Mọi thiết bị điện khi lắp đặt vào lưới điện đều được lựa chọn dựa vào điện áp định mức của lưới điện mà thiết bị được đấu vào. Tuy nhiên, trong vận hành thực tế, đôi lúc xảy ra quá điện áp tạm thời do nhiều nguyên nhân gây ra, có thể do các sự cố chạm đất, do thao tác đóng cắt, hoặc do sét đánh trực tiếp hay lan truyền. Trong đó, quá điện áp do sét là nguy hiểm nhất, chúng dễ dàng gây ra phóng điện đánh thủng cách điện và phá hủy thiết bị. Thời gian diễn ra quá độ rất ngắn, chiếm tỉ lệ nhỏ so với thời gian vận hành của mạng điện. Tuy nhiên, các giai đoạn diễn ra quá độ là cực kỳ quan trọng đối với các phần tử mạng điện vận hành với điện áp và dòng điện cực lớn. Điều này có thể dẫn đến hư hỏng thiết bị, thiết bị không khởi động, ngừng hoạt động nhà máy, hoặc mất điện[2]. Chống sét lan truyền là một phần quan trọng và không thể thiếu trong một mạng phân phối. Thiết bị chống sét lan truyền giúp bảo vệ và chống lại việc quá áp do sét trong mạng phân phối. Để bảo vệ thiết bị trong mạng phân phối, thường sử dụng thiết bị chống sét van. Chống sét van sẽ bảo vệ tốt nhất cho máy biến áp khi được đặt tại đầu cực của máy biến áp. Tuy nhiên, chống sét van còn phải bảo vệ các phần tử khác HVTH: HỒ VĂN THẮNG 1
21. S K L 0 0 2 1 5 4