Luận văn Sử dụng phần mềm ATPDraw để mô phỏng và tính toán sét trên đường dây tải điện (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Sử dụng phần mềm ATPDraw để mô phỏng và tính toán sét trên đường dây tải điện (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 TRẦN CƠNG THIỆN SỬ DỤNG PHẦN MỀM ATPDraw ĐỂ MƠ PHỎNG VÀ TÍNH TỐN SÉT TRÊN ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN Mã số ngành : 60520202 GVHD: TS.LÊ KỶ Tp. Hồ Chí Minh, Tháng 04 năm 2016
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN CƠNG THIỆN SỬ DỤNG PHẦN MỀM ATPDraw ÐỂ MƠ PHỎNG VÀ TÍNH TỐN SÉT TRÊN ÐUỜNG DÂY TẢI ÐIỆN NGÀNH: KỸ THUẬT ÐIỆN – 60520202 S K C0 0 4 8 2 8 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 4/2016
3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN CƠNG THIỆN SỬ DỤNG PHẦN MỀM ATPDraw ĐỂ MƠ PHỎNG VÀ TÍNH TỐN SÉT TRÊN ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN Mã số ngành : 60520202 Tp. Hồ Chí Minh, Tháng 04 năm 2016
4. LÝ LỊCH CÁ NHÂN I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: Trần Cơng Thiện Giới tính: Ngày, tháng, năm sinh: 9/9/1982 Nơi sinh:Đồng Nai Quê quán: Thừa Thiên Huế Dân tộc:Kinh Địa chỉ:B90-P.Xuân Bình- TX Long Khánh- Đồng Nai Điện thoại : 0909165161 E-mail: trancongthien.spkttp@gmail.com II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Đại học: Hệ đào tạo: chính quy Thời gian đào tạo từ 2010 đến 2013 Nơi học (trường, thành phố): Đại Học Lạc Hồng – TP Biên Hịa Ngành học:Điện Khí Hĩa và Cung Cấp Điện Mơn thi tốt nghiệp:PLC- Cung cấp Điện- Chính trị III. QUÁ TRÌNH CƠNG TÁC CHUYÊN MƠN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi cơng tác Cơng việc đảm nhiệm i
5. LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của tơi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng 03 năm 2016 (Ký tên và ghi rõ họ tên) Trần Cơng Thiện ii
6. LỜI CẢM ƠN Điều trước tiên, em xin tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến TS.Lê Kỷ, người Thầy đã tận tình trực tiếp hướng dẫn, cung cấp những tài liệu vơ cùng quí giá và dìu dắt em thực hiện hồn thành luận văn này. Xin chân thành cám ơn đến tất cả Quí Thầy, Cơ đã giảng dạy, trang bị cho em những kiến thức rất bổ ích và quí báu trong suốt quá trình học tập cũng như nghiên cứu sau này. Xin cảm ơn các Anh Chị em học viên cao học (2014-2016), những người luơn giành những tình cảm sâu sắc nhất, luơn bên cạnh, luơn động viên, khuyến khích em vượt qua những khĩ khăn trong suốt quá trình thực hiện chuyên đề này. TP.Hồ Chí Minh,ngày 28 tháng 03 năm 2016 Người thực hiện Trần Cơng Thiện iii
7. TĨM 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 các mạng lưới điện, cần thiết phải sử dụng các thiết bị chống sét (chống sét van). Tuy nhiên, để lựa chọn cũng như phát huy một cách cĩ hiệu quả các thiết bị chống sét, cần thiết phải xác định hình dạng và giá trị biên độ dịng điện sét . Cho đến nay, việc sử dụng mơ hình hĩa và mơ phỏng để xác định các thơng số xung sét trong mạng lưới điện tại các vị trí khác nhau khi sét đánh trực tiếp vào hệ thống chống sét của mạng lưới điện trung áp ở nước ta hầu như chưa được thực hiện, điều này cần thiết phải sớm được tiến hành. Xuất phát từ yêu cầu thực tế, luận văn “Sử dụng ATPDraw để mơ phỏng và tính tốn quá trình sét trên đường dây tải điện” đi sâu vào lĩnh vực tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý làm việc của thiết bị chống sét , xây dựng các cấu hình thử nghiệm, nghiên cứu và sử dụng phần mềm ATP-EMTP để mơ phỏng xác định hình dáng và giá trị biên độ của xung sét đánh vào mạng lưới điện trung áp tại các vị trí khác nhau tương ứng với các giá trị điện trở tiếp đất khác nhau của hệ tiếp đất chống sét trực tiếp và hệ tiếp đất bảo vệ của hệ thống cung cấp nguồn điện khi sét đánh trực tiếp vào hệ thống chống sét của mạng lưới điện. Kết quả nghiên cứu giúp cho việc tính tốn tìm ra giải pháp thích hợp và lựa chọn cấu hình bảo vệ tốt nhất trên mạng lưới điện trung áp khi sét đánh trực tiếp vào hệ thống chống sét mạng lưới điện. iv
8. ABSTRACT Lightning is a natural phenomenon often occurs during the year and the lightning damage is huge. To limit the damage caused by lightning in the power network, it is necessary to use the equipment against lightning (lightning). However, to choose as well as promoting an effective lightning protection equipment, necessary to determine the shape and amplitude values of lightning currents. So far, the use of modeling and simulation to determine the parameters surge in electricity networks in different locations when direct lightning arrester system of medium-voltage electricity network in our country virtually not been implemented, it is necessary to be conducted soon. Derived from actual requirements, thesis "Use ATPDraw to simulate and calculate the transmission lines lightning on" going into the field to find out the structure and working principle of lightning protection equipment, building up configuration testing, research and use of ATP-EMTP software to simulate and determine the shape of the pulse amplitude values lightning on medium voltage networks in different locations corresponding to the price grounding resistance value different earthing systems and direct lightning protection grounding system of the power supply system as a direct lightning arrester system of power network. The research results enables calculations to find appropriate solutions and choose the configuration best protection on the medium voltage network directly when lightning arrester system to power network. v
9. MỤC LỤC Trang tựa Trang Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân i Lời cam đoan ii Cảm ơn iii Tĩm tắt iv Mục lục vi Danh sách các hình ix Danh sách các bảng x Phần mở đầu 1 Chương 1 TỔNG QUAN 1.1.Tổng quan 4 1.2.Sự hình thành sét 4 1.3.Cường độ hoạt động của sét 6 1.4.Các tham số của phĩng điện sét 7 1.5.Số lần sét đánh trong một năm 8 1.6.Xác suất phĩng điện 11 1.7.Suất cắt đường dây 11 1.8.Biện pháp bảo vệ chống sét trên đường dây trung áp 11 Chương 2 GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM ATPDraw 2.1.Sơ lược lịch sử phát triển của chương trình ATP-EMTP 13 2.2.Các thành phần trong thư viện của ATP 14 vi
10. 2.3.Mơ hình hợp nhất các Module mơ phỏng trong ATP 15 2.4.Những module chính trong ATP 16 2.5.Một số ứng dụng quan trọng của ATP 18 2.6.Sơ lược về ATPDraw 19 2.7.Làm việc với dao diện ATPDraw 20 2.8.Library equipment( thư viện thiết bị) 21 2.9.Module PLOT XY 37 Chương 3 THIẾT LẬP MƠ HÌNH TÍNH TỐN SÉT CHO CÁC PHẦN TỬ ĐƯỜNG DÂY TRUNG ÁP 3.1.Chống sét van 40 3.2.Mơ hình đường dây 45 3.3.Mơ hình cách điện và phĩng điện 46 3. .Mơ hình cột và trở kháng đất 48 3.5.Mơ hình sét 49 Chương 4 XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CHỐNG SÉT ĐƯỜNG DÂY TRUNG ÁP BẰNG CHỐNG SÉT VAN 4.1.Cấu trúc thực tế đường dây trung áp Việt Nam 50 4.2.Các loại mơ hình 54 4.3.Kết quả mơ phỏng 58 vii
11. Chương 5 KẾT LUẬN 5.1.Kết luận 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 PHỤ LỤC 1 68 PHỤ LỤC 2 100 PHỤ LỤC 3 132 PHỤ LỤC 164 PHỤ LỤC 5 196 PHỤ LỤC 6 198 PHỤ LỤC 7 200 PHỤ LỤC 8 202 viii
12. DANH MỤC CÁC HÌNH HÌNH Trang Hình 1.1:Sự phát triển của sét trong đám mây dơng 5 Hình 1.2:Sự phát triển của sĩng điện sét trong đám mây dơng 6 Hình 1.3:Dạng dịng điện sét 7 Hình 1.4:Các trường hợp sét đánh vào đường dây khơng treo dây chống sét 10 Hình 1.5:Các trường hợp sét đánh vào đường dây cĩ treo dây chống sét 10 Hình 2.1:Mơ hình hợp nhất ATP 15 Hình 2.2:Giao diện ATPDraw 16 Hình 2.3:Giao diện PlotXY 17 Hình 2.4:Giao diện ATP Control Center 17 Hình 2.5:Giao diện PCPlot 17 Hình 2.6:Giao diện GPPLOT 17 Hình 2.7:Giao diện PFE 18 Hình 2.8:Mối tương quan giữa ATPDraw với các Module khác 18 Hình 2.9:Các thành phần chính trong giao diện ATPDraw 20 Hình 2.10:Danh mục thiết bị 21 Hình 2.11:Probe&3-phase 21 Hình2.12:Nhánh tuyến tính 23 Hình2.13:Nhánh phi tuyến 24 Hình 2.14:Đường dây/cáp 26 Hình 2.15:Các loại Cơng tắc 30 Hình 2.16:Các loại nguồn 31 Hình 2.17:Các loại máy điện 33 Hình 2.18:Mơ hình MBA trong ATP 35 Hình 2.19:Gọi PlotXY từ ATPDraw 37 Hình 2.20:Giao diện PlotXY 38 Hình 2.21:Dạng sĩng sin 38 Hình 3.1:Các loại chống sét van 40 ix
13. Hình 3.2:Cấu tạo CSV 41 Hình 3.3:Sơ đồ nguyên lý cơ bản của bộ ngắt nối chống sét van 41 Hình 3.4:Mơ hình đường dây 22kv 46 Hình 3.5:Mơ hình đường dây JMatri 22kv mơ phỏng ATPDraw 46 Hình 3.6:Mơ hình phĩng điện và cách điện 47 Hình 3.7:Mơ hình phĩng điện mơ phỏng ATPDraw 48 Hình3.8a:Mơ hình cột , trở kháng 49 Hình3.8b:Mơ hình cột , trở kháng đất mơ phỏng ATPDraw 49 Hình 4.1:Mơ hình sét đánh cột 53 Hình 4.2:Mơ hình sét đánh dây pha 53 Hình 4.3:Sơ đồ mạch điện mơ hình loại1 ATPDraw 54 Hình 4.4:Sơ đồ mạch điện mơ hình loại2 ATPDraw 55 Hình 4.5:Sơ đồ mạch điện mơ hình loại3 ATPDraw 56 Hình 4.6:Sơ đồ mạch điện mơ hình loại4 ATPDraw 57 x
14. DANH MỤC CÁC BẢNG BẢNG Trang Bảng 1:Phần tử phi tuyến 24 Bảng 2:Mơ hình thơng số đường dây 26 Bảng 3:Đường dây hốn vị 28 Bảng 4:Đường dây khơng đảo pha 29 Bảng 5:Đối tượng LCC 29 Bảng 6:Các loại cơng tắc 30 Bảng 7:Các loại nguồn 32 Bảng 8:Các loại máy điện 34 Bảng 9:Các loại máy biến áp 36 Bảng 10:Chống sét van chỉ lắp đặt trên cột cĩ máy biến áp (mơ hình loại I) 58 Bảng 11:Chống sét van lắp đặt trên tất cả cột (mơ hình loại II) 59 Bảng 12: Chống sét van lắp đặt cột máy biến áp và cách 1 cột hai bên máy biến áp (mơ hình loại III) 59 Bảng 13:Chống sét van lắp đặt cột máy biến áp và chỉ cài đặt cách 3 cột hai bên máy biến áp (mơ hình loại IV) 60 Bảng 14:Chống sét van chỉ cài đặt trên cột cĩ máy biến áp (mơ hình loại I) 60 Bảng 15:Chống sét van cài đặt trên tất cả cột (mơ hình loại II) 62 Bảng 16:Chống sét van cài đặt cột máy biến áp và cách 1 cột hai bên máy biến áp (mơ hình loại III) 62 Bảng 17:Chống sét van cài đặt cột máy biến áp và chỉ cài đặt cách 3 cột hai bên máy biến áp (mơ hình loại IV) 63 Bảng 18:Kết quả phĩng điện mơ hình loại I so mơ hình loại II,III,IV 63 xi
15. Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS. Lê Kỷ Phần mở đầu 1.Tính cấp thiết đề tài Sét là hiện tượng tự nhiên thường xuyên xảy ra trong năm, tùy theo vị trí địa lý mà số lần xuất hiện sẽ khác nhau. Thiệt hại do sét đánh là rất lớn, khơng những về kinh tế mà cịn ảnh hưởng đến vấn đề an ninh quốc gia đối với các ngành quan trọng như : Điện lực, Viễn thơng, Y tế Ở Việt Nam chúng ta hiện nay mỗi năm xảy ra mất điện do hiện tượng tự nhiên (cơn dơng, sét, giĩ mạnh ). Là hiện tượng xảy ra thường xuyên trong hệ thống truyền tải và phân phối điện năng, đĩ là sự thay đổi rất đa dạng về biên độ sĩng điện áp, dịng điện rất cao khi cĩ sự cố xảy ra của đường dây. ột trong các hiện tượng hổ iến nhất là t đánh, thiệt hại do sét đánh là rất lớn, yết định đến độ an tồn của năng lượng tr yền tải à h n hối. Sự thay đổi đột ngột biên độ điện áp, dịng điện, giá trị tần số làm ảnh hưởng trực tiếp đến thiết bị điện trong lưới đang vận hành, gây già cổi cách điện, thậm chí hư hỏng thiết bị làm mất tính ổn định trong hệ thống điện, ảnh hưởng đến chất lượng điện năng cung cấp cho khách hàng. Lưới điện trung áp của Việt Nam hiện chưa được đầ tư ốn tương xứng với yêu cầ . Thơng thường với các nước tiên tiến trên thế giới, nguồn vốn yêu cầ đầ tư cho lưới điện trung áp chiếm khoảng 50% tổng vốn đầ tư cho tồn ngành. Nước ta do điều kiện khĩ khăn ề kinh tế , đi lên từ sau chiến tranh cộng với bối cảnh vừa hịa nhập vào kinh tế thế giới, tốc độ tăng trưởng phụ tải rất nhanh, thường xuyên xảy ra thiếu hụt điện năng nên ng ồn vốn thường ư tiên tập trung phát triển nguồn điện cũng như lưới điện cao áp. Nguồn vốn đầ tư cho ng ồn à lưới cao áp của Việt Nam hiện chiếm khoảng 85%, cịn lại 15% là vốn đầ tư cho lưới trung áp. Vấn đề này hiện nay đã à đang đặt ra rất nhiều bất cậ mà ngành điện cũng như các khách hàng của mình đang cùng hải đối mặt bao gồm: lưới điện xuống cấ , độ tin cậy khơng cao, chất lượng điện năng thấp, tổn thất cơng suất, tổn thất điện năng lớn, khả năng tự động hĩa kém . Một vấn đề rất quan trọng cũng chưa được an t m đúng mức đĩ là hiện tượng á điện áp do t đánh xảy ra trong lưới trung áp. Việc lựa chọn chống sét van trong lưới điện này thường được chọn một cách đơn giản, ít xem xét vị trí lắ đặt, dẫn đến là chống sét van cĩ thể bị quá áp khi bị sét đánh. Nội dung bản luận ăn này sẽ tậ tr ng đi s nghiên cứu mơ phỏng Trang 1 HVTH:Trần Cơng Thiện
16. Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS. Lê Kỷ hiện tượng á điện á do sét đánh trong lưới điện trung áp à tìm cách đề xuất một hương thức lựa chọn đặt chống sét van hợp lý. Chương trình ATPDraw-E TP được đánh giá là một trong những chương trình được quốc tế sử dụng rộng rãi nhất để mơ phỏng các hiện tượng quá độ điện từ, điện cơ, sét đánh trong hệ thống điện. 2.Nhiệm vụ luận văn: . Nghiên cứu phần mềm mơ phỏng ATP/EMTP. . Nghiên cứu cấu tạo à tính năng kỹ thuật của thiết bị chống sét van. . Xác định mơ hình tính sét cho các phần tử của đường dây trung áp. . Xác định cấ trúc đường dây vị trí đạt hiệu quả chống sét. . Nhận xét, đánh giá, kết luận à đề suất biện pháp chống sét. 3.Phạm vi nghiên cứu: . Nghiên cứu cấu trúc mạng điện, hệ thống bảo vệ hệ thống điện trong thực tế. . Nghiên cứu cấu tạo à tính năng kỹ thuật của thiết bị chống sét van. . Nghiên cứu phần mềm mơ phỏng ATPDraw/EMTP. . Lập mơ hình, mơ phỏng để xác định các chỉ tiêu bảo vệ sét trên đường dây trung áp. . Nhận xét, đánh giá, kết luận à đề suất biện pháp chống sét cho mạng điện trung áp. 4.Các bước tiến hành: . Nghiên cứu ứng dụng phần mềm mơ phỏng. . Tìm hiểu nghiên cứu chọn lọc tài liệu liên quan. . Khảo sát hệ thống điện trung áp. . Nghiên cứ tính năng kỹ thuật chống sét van. . Lập mơ hình các phần tử của cấu trúc thử nghiệm hệ thống điện trung áp. . Thực hiện mơ phỏng. . Đánh giá, nhận xét và kết luận. Trang 2 HVTH:Trần Cơng Thiện
17. Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS. Lê Kỷ 5.Điểm mới luận văn: . Lập mơ hình và mơ phỏng đường dây trung áp VN với điện áp, dịng điện tại các vị trí khác nhau trong hệ thống điện trung áp khi bị sét đánh. . Xác định được hình dạng à iên độ x ng sét đi qua các thiết bị chống sét với các cấu hình khác nhau tại các vị trí khác nhau trong hệ thống điện trung áp. . Cấu trúc bảo vệ chống sét đường dây trung áp bằng chống sét van. 6.Giá trị thực tiễn luận văn: . Mơ hình các thiết bị sét được sử dụng cho việc nghiên cứu về dịng điện à điện áp trong hệ thống điện khi sét đánh trực tiếp vào hệ thống điện trung áp. . Mơ hình và mơ phỏng xác định dịng điện sét đi a các thiết bị chống sét với các cấu hình khác nhau tại các vị trí khác nhau trong hệ thống điện khi sét đánh trực tiếp lên hệ thống điện giúp cho cơng tác học tập và nghiên cứ trong lĩnh ực chống sét, giúp hiểu rõ sự phân bố dịng điện trong hệ thống điện khi sét đánh trực tiếp vào hệ thống điện. . Kết quả mơ phỏng cĩ thể phục vụ cho việc đánh giá à lựa chọn thiết bị chống sét phù hợp nhất cho việc chống sét cho thiết bị trong hệ thống điện trung áp, làm tiền đề cho việc thiết kế chống sét và nghiên cứu lắp đặt thiết bị chống sét lan truyền trong hệ thống điện tại Việt Nam. 7.Kết cấu luận văn: Chương 1:Tổng quan Chương 2:Giới thiệ chương trình ATP/E TP Chương 3:Thiết lập mơ hình tính tốn sét cho các phần tử đường dây trung áp Chương 4:Xác định cấu trúc chống sét đường dây trung áp bằng CSV Chương 5:Kết luận TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang 3 HVTH:Trần Cơng Thiện
18. Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS. Lê Kỷ Chương 1 TỔNG QUAN 1.1.Tổng quan - Do điều kiện địa chất, thủy ăn, địa hình và khí hậu trên thế giới cĩ sự chênh lệch lớn theo từng vùng, từng Quốc gia. Do đĩ, mật độ sét từng khu vực cũng khác nhau. Các cơng trình tải điện nằm trong vùng cĩ mật độ sét lớn thường bị sét đánh, dẫn đến việc cắt điện do sự cố ngắn mạch là khơng thể tránh khỏi. - Việt Nam là một trong những vùng cĩ mật độ sét cao trong khu vực và trên thế giới, điều này ảnh hưởng tới khả năng c ng cấ điện ổn định và an tồn, đặc biệt đối với lưới trung áp l ơn được coi là mắt xích quan trọng của hệ thống điện Việt Nam. Do đĩ, iệc nghiên cứu các mơ hình chống sét hiệu quả nhất, đảm bảo được các yếu tố kỹ thuật - kinh tế à đặc thù trong khu vực của Việt Nam là rất cần thiết. - Trong hệ thống điện, đường dây trung áp cĩ đặc điểm trải dài trên nhiề địa hình, đi a nhiều vùng khí hậu - địa chất khác nhau và chịu sự ảnh hưởng trực tiếp từ thiên nhiên do cơng trình hầu hết được thiết trí ngồi trời. - Theo thống kê, đa hần việc cắt điện trong lưới điện trung áp chủ yếu do sét đánh d y dẫn hoặc do sét đánh cột gây ra hiện tượng hĩng điện ngược, từ đĩ g y ra ngắn mạch duy trì.Trong đĩ, số lần sự cố gây cắt điện do sét chiếm phần lớn trên lưới điện Việt Nam. Đặc biệt là vùng tuyến đi a cĩ điện trở suất của đất lớn, hệ thống tiế đất cĩ điện trở lớn, khu vực đồi núi cĩ mật độ sét cao. 1.2.Sự hình thành sét - Trong những điều kiện khí tượng nhất định sẽ cĩ sự h n chia điện tích trong các đám m y dơng do tác dụng của luồng khí nĩng thổi lên à hơi nước ngưng tụ trong các đám m y hoặc do sự gặp nhau của những luồng khơng khí nĩng ẩm với luồng khơng khí lạnh nặng, khi đĩ dơng ão à sấm chớp sẽ xảy ra. - Sét là một dạng hĩng điện tia lửa trong khí quyển với khoảng cách rất lớn. Q á trình hĩng điện cĩ thể xảy ra trong khí quyển giữa các đám m y mang điện trái dấu và giữa các đám m y ới đất. Trang 4 HVTH:Trần Cơng Thiện
19. Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS. Lê Kỷ - Sa khi đạt độ cao nhất định vùng khơng khí này bị lạnh đi, hơi nước ngưng tụ thành những giọt nước li ti hoặc thành những tinh thể ăng à tạo thành các đám m y dơng. Các đám m y mang điện là kết quả của sự phân tích các điện tích trái dấu và tập trung trong các phần khác nhau của đám m y. - Kết quả quan trắc cho thấy rằng phần dưới của các đám m y dơng chủ yếu là chứa các điện tích m, do đĩ cảm ứng trên mặt đất những điện tích dương tương ứng và tạo nên một tụ điện khơng khí khổng lồ .Cường độ điện trường tr ng ình nơi đồng nhất thường ít khi á 1KV/cm, nhưng cá iệt nơi mật độ điện tích cao, hoặc nơi cĩ ật dẫn điện tốt nhơ lên cao trong mặt đất điện trường cục bộ cĩ thể cao hơn nhiều và cĩ thể đạt đến ngưỡng ion hĩa khơng khí (ở mặt đất trị số này 25-30KV/cm và càng lên cao càng giảm, ở độ cao một vài kilomét giảm cịn khoảng 10KV/cm) sẽ gây ion hĩa khơng khí tạo thành dịng plasma, mở đầ cho á trình hĩng điện sét giữa mây dơng và mặt đất. Hình 1.1: Sự phát triển của sét trong đám mây dơng. - Sét thực chất là một dạng hĩng điện tia lửa trong khơng khí với khoảng cách hĩng điện rất lớn. Chiều dài trung bình của khe sét khoảng 3  5 Km, phần lớn chiề dài đĩ hát triển trong các đám m y dơng. Q á trình hĩng điện của sét tương tự á trình hĩng điện tia lửa trong điện trường rất khơng đồng nhất với khoảng cách hĩng điện lớn. Trang 5 HVTH:Trần Cơng Thiện
20. Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS. Lê Kỷ Hình 1.2: Sự phát triển của sĩng điện sét trong đám mây dơng. 1.3.Cường độ hoạt động của sét 1.3.1.Số ngày sét - Cường độ hoạt động của sét được biểu thị bằng số ngày cĩ giơng sét hàng năm (nngs). Các số liệ này được xác định theo số liệu quan trắc ở các đài trạm khí tượng phân bố trên lãnh thổ từng nước. Theo số liệu thống kê của nhiề nước, ta cĩ: - Số ngày sét hàng năm ở ùng xích đạo : 100  150 ngày. - Số ngày sét hàng năm ở vùng nhiệt đới : 75  100 ngày. - Số ngày sét hàng năm ở ùng ơn đới : 30 50 ngày. 1.3.2.Mật độ sét - Để tính tốn số lần cĩ hĩng điện xuống đất, cần biết số lần cĩ sét đánh 2 trên diện tích 1[km ] mặt đất ứng với một ngày sét, cĩ trị số khoảng ms = 0,1  0,15 [lần/km2/ngày sét]. Từ đĩ, sẽ tính được số lần sét đánh ào các cơng trình tải điện. Kết quả tính tốn này cho một giá trị trung bình. Trang 6 HVTH:Trần Cơng Thiện
21. Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS. Lê Kỷ  Mật độ t trung bình năm tại Việt Nam Địa điểm Mật độ sét STT Tỉnh, thành phố (Tên trạm khí tượng) (số lần/km2/năm) 1. Ninh Thuận Phan Rang 1,0 2. Phú Yên Tuy Hịa 3,4 3. An Giang Ch Đốc 4,5 4. Thái Bình Thái Bình 5,1 5. Hà Tĩnh Kỳ Anh 6,1 6. Bà Rịa Vũng Tà Vũng Tà 7,1 7. Thanh Hĩa Thanh Hĩa 8,0 8. Hải Phịng Phú Liễn 9,0 9. Gia Lai Pleiku 9,4 10. Yên Bái Yên Bái 9,7 11. Thừa Thiên Huế A Lưới 10,0 12. Hà Giang Hà Giang 10,5 13. Bạc Liêu Bạc Liêu 11,0 14. Cà Mau Cà Mau 11,9 15. Đăk Nơng Đăk Nơng 12,2 16. Đăk Lăk Ban Mê Thuột 13,0 17. Bình Phước Đồng Phú 14,9 18. Long An Mộc Hĩa 16,2 (Nguồn: Viện Vật lý địa cầu) 1.4.Các tham số của phĩng điện sét U (%) 100 50 Umax Umax 2 t (s) 0 đs s Hình 1.3: Dạng dịng điện sét Trang 7 HVTH:Trần Cơng Thiện
22. S K L 0 0 2 1 5 4