intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Luận văn:Nghiên cứu bảo vệ quá áp trên đường nguồn hạ áp khi sét đánh trực tiếp vào đường dây trung áp

Chia sẻ: Nguyen Lan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

Thêm vào BST
Báo xấu
228
lượt xem 74
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nghiên cứu bảo vệ quá áp trên đường nguồn hạ áp khi sét đánh trực tiếp vào đường dây trung áp” đi sâu vào nghiên cứu chống sét van dạng Metal-oxide trên lưới trung th ế và hạ thế của một số hãng nổi tiếng trên thế giới. Chống sét van dạng Metal-oxide được dùng để bảo vệ quá điện áp do sét hoặc xung đĩng cắt trên lưới trung thế và cao thế. Một mơ hình của hãng IEEE, Manfred Holzer và Willi Zapsky đã được lựa chọn với một hiệu chỉnh nhỏ để xây dựng mơ hình MOV trung thế và hạ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn:Nghiên cứu bảo vệ quá áp trên đường nguồn hạ áp khi sét đánh trực tiếp vào đường dây trung áp

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM --------------------------- H NGUYỄN TRUNG LỤC C NGHIÊN CỨU BẢO VỆ QUÁ ÁP TRÊN ĐƯỜNG NGUỒN HẠ ÁP TE KHI SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO ĐƯỜNG DÂY TRUNG ÁP U H LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Thiết bị, mạng & Nhà máy điện Mã số ngành: 60 52 50 TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 05 năm 2012
  2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM --------------------------- NGUYỄN TRUNG LỤC H NGHIÊN CỨU BẢO VỆ QUÁ ÁP TRÊN ĐƯỜNG NGUỒN HẠ ÁP C KHI SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP TE VÀO ĐƯỜNG DÂY TRUNG ÁP U LUẬN VĂN THẠC SĨ H Chuyên ngành : Thiết bị, mạng & Nhà máy điện Mã số ngành: 60 52 50 HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Quy ền Huy Ánh TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 05 năm 2012
  3. ABSTRACT OF THESIS Thesis "Research on over voltage protection on low voltage power lines when the lightning strikes directly to the medium-voltage lines" going into research of valve lightning of Metal-oxide form on the medium and low voltage of some famous on the world. The valve lightning of Metal-oxide form is still used to protect the over voltage caused by lightning or switching impulse on the medium-and high-voltage grid. A model of its IEEE, Manfred and Willi Zapsky Holzer was selected with a small correction to build the medium and low voltage MOV models. The parameters of valve lightning model are provided in the valve manufacturer's catalogue. Thesis also focuses on building model of standard lightning impulse source. By using the Matlab software to simulate, test, testing the operation of this model. The model results consistent with valve lightning fact of different manufacturers in different voltage levels. H Thesis also going to study the effects on the low voltage network when the lightning strikes directly to the medium-voltage lines at different distances with the C different installed MOV positions, thus putting the best installed MOV position and method. TE Thesis also hopes to provide a useful simulation tool with the common Matlab software for researchers, engineers, students ... in studying of behaviors and responses of the valve lightning equipment under the action of lightning impulse spreaded in conditions test can not be real. U H
  4. BỘ GIÁ DỤC VÀ GIÁO DỤ VÀ ĐÀ TẠO ĐÀO TẠ TRƯỜ TRƯỜNG ĐẠ ĐẠI HỌ HỌC KỸ KỸ THUẬ THUẬT CÔNG NGHỆ NGHỆ THÀ PHỐ HỒ CHÍ THÀNH PHỐ CHÍ MINH LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ NGHIÊN CỨU BẢO VỆ QUÁ ÁP TRÊN ĐƯỜNG NGUỒN HẠ ÁP KHI SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP VÀO ĐƯỜNG DÂY TRUNG ÁP NGƯỜ NGƯỜI HƯỚ HƯỚNG DẪ DẪN: PGS.TS. QUYỀ QUYỀN HUY ÁNH THỰC HIỆ HIỆN: NGUYỄN TRUNG LỤ LỤC H THỰ NGUYỄ 1.1.Sư 1.1. C Sự̣ ccần ần thi ết của đê của đề̀ tà i TE thiết tài  Quá điện áp là nguyên nhân gây ra sự cố lưới điện, hư hỏng các thiết U bị H  Mạng hạ áp là nguyên nhân dẫn sét vào công trình  Bên cạnh việc nghiên cứu chống sét đánh trực tiếp, chống sét đánh lan truyền cũng cần được quan tâm  Đánh giá các đáp ứng ngõ ra các thiết bị chống sét theo phương pháp giải tích gặp nhiều khó khăn, trang thiết bị, phòng thí nghiệm cao áp còn bị hạn chế  Kỹ thuật mô hình hóa và mô phỏng rất hữu ích cho việc mô phỏng sét -1-
  5. 1.2. 1.2.Nhiệm Nhiệm vụ vụ của luận văn củaluận văn  Xây dựng mô hình mô phỏng nguồn phát xung sét tiêu chuẩn;  Nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của MOV;  Nghiên cứu các mô hình MOV;  Xây dựng mô hình mô phỏng MOV trên lưới điện trung thế và hạ thế;  Xây dựng mô hình mô phỏng và đánh giá hiệu quả bảo vệ của hệ thống chống sét lan truyền trên đường nguồn H hạ áp khi sét đánh vào đường dây trung áp; C TE 1.3.Điểm 1.3. Điểm mới mớicủa luận văn củaluận văn U  Xây dựng mô hình mô phỏng nguồn phát xung sét tiêu chuẩn phù hợp với xung sét trong thực tế; H  Xây dựng mô hình MOV với các trạng thái hoạt động đạt độ chính xác cao theo các thông số kỹ thuật của nhà sản xuất;  Xây dựng công cụ mô phỏng quá điện áp trên đường nguồn hạ áp khi có sét đánh trực tiếp tới đường dây trung áp và lan truyền qua máy biến áp -2-
  6. 1.4. 1.4.Giá Giá trị trịthực thực tiễn tiễncủa luận văn của luận văn  Cung cấp công cụ mô phỏng xung sét tiêu chuẩn và mô hình MOV trong việc nghiên cứu đáp ứng của thiết bị chống sét dưới tác động của xung sét lan truyền và đánh giá hiệu quả bảo vệ của hệ thống chống sét lan truyền trên đường nguồn hạ áp;  Luận văn là tài liệu tham khảo có giá trị cho những ai quan tâm tới việc nghiên cứu bảo vệ chống sét lan truyền trên đường nguồn hạ áp. H C TE 1.5. 1.5.Nội Nội dung dungcủa luậnvăn củaluận văn Chương 1: Mở đầu U Chương 2: Tổng quan về sét H Chương 3: Xây dựng mô hình nguồn phát sung sét tiêu chuẩn Chương 4: Cấu tạo nguyên lý hoạt động và mô hình MOV Chương 5: Nghiên cứu bảo vệ quá áp trên đường nguồn hạ áp khi sét đánh trực tiếp tới đường dây trung áp. Chương 6: Kết luận và hướng nghiên cứu phát triển -3-
  7. 2. 2.Xây XâyDựng DựngMô MôHình HìnhNguồn NguồnPhát PhátXung XungSét SétChuẩn Chuẩn Tính toán các thông số Các bước xây Xây dựng mô hình dựng mô Mô phỏng và Nhận xét hình H C TE 2. 2.Xây XâyDựng DựngMô MôHình HìnhNguồn NguồnPhát PhátXung XungSét SétChuẩn Chuẩn Xung sét qui định theo tiêu chuẩn U : Là giao điểm của đường H thẳng được vẽ qua các điểm chuẩn 30% và 90% trên đầu sóng với trục thời gian. I1: Giá trị đỉnh của xung dòng t1: Thời gian đạt đỉnh sóng t2: Thời gian đạt ½ đỉnh sóng H2.1: Dạng sóng xung sét tiêu chuẩn -4-
  8. 2. 2.Xây XâyDựng DựngMô MôHình HìnhNguồn NguồnPhát PhátXung XungSét SétChuẩn Chuẩn Phương trình mô tả xung sét chuẩn. -Xung dòng và xung áp có dạng hoàn toàn giống nhau, dưới đây ta chỉ xét dạng xung dòng điện từ đó có thể suy ra xung áp tương tự . -Giá trị của I, a, b từ biểu thức trên có thể xác định đối với từng dạng xung dòng chuẩn H từ các giá trị: I1, t1, t2 thông qua các đường cong chuẩn như Hình 2.3, 2.4, 2.5. C H2.2: Dạng sóng xung sét gồm tổng của hai thành phần TE 2. 2.Xây XâyDựng DựngMô MôHình HìnhNguồn NguồnPhát PhátXung XungSét SétChuẩn Chuẩn U H Hình 2.3: Đường cong xác định tỷ số b/a Hình 2.4: Đường cong xác định tỉ số at1 Hình 2.5: Đường cong xác định tỷ số I1/I -5-
  9. 2. 2.Xây XâyDựng DựngMô MôHình HìnhNguồn NguồnPhát PhátXung XungSét SétChuẩn Chuẩn Tính tỷ số b/a: Nhập dữ liệu t2/t1 và b/a từ đư ờng cong 2.3 vào cửa sổ Workspace thu được kết quả như Hình 2.6. t2/t1(X): [2.5;2.7;2.9;3.1;3.3;3.9;4.2;5;5.8;7.1;8.2;9.7;10.9;14;16.2;20.5;26. 5;32;35.5;37.3;41.7;48;49.5;70] b/a(Y): [2;3;4;5;6;8;10;17.5;20;30;40;50;60;80;100;140;200;250;290;300; 340;400;410;600] H C TE 2. 2.Xây XâyDựng DựngMô MôHình HìnhNguồn NguồnPhát PhátXung XungSét SétChuẩn Chuẩn Tính tỷ số b/a: U H Hình 2.6: Nhập dữ liệu t2/t1 và b/a Lần lượt chọn các dạng hàm toán học đi qua các tọa độ trên , kết quả được: -6-
  10. 2. 2.Xây XâyDựng DựngMô MôHình HìnhNguồn NguồnPhát PhátXung XungSét SétChuẩn Chuẩn Tính at1: Tương tự như trên, nhập dữ liệu b/a (X_at1) và at1 từ đường cong 2.4 thu được kết quả như Hình 2.7 Lần lượt chọn các dạng hàm toán học đi qua các tọa độ trên , kết quả được: Hình 2.7: Nhập dữ liệu b/a (X_at1) và at1 H 2.2.Xây XâyDựng DựngMô C MôHình HìnhNguồn NguồnPhát PhátXung XungSét SétChuẩn Chuẩn TE Tính tỷ số I1/I: Tương tự như trên, nhập dữ liệu I1/I và b/a từ đường cong 2.5 Lần lượt chọn các dạng hàm toán học đi qua các tọa độ trên , U kết quả được: H -7-
  11. 2. 2.Xây XâyDựng DựngMô MôHình HìnhNguồn NguồnPhát PhátXung XungSét SétChuẩn Chuẩn H C TE 2. 2.Xây XâyDựng DựngMô MôHình HìnhNguồn NguồnPhát PhátXung XungSét SétChuẩn Chuẩn Kết quả thực hiện mô hình trên MATLAB như Hình 2.8 U H Hình 2.8: Sơ đồ khối tạo nguồn phát xung Hình 2.9: Biểu tượng của mô hình nguồn phát xung -8-
  12. 2. 2.Xây XâyDựng DựngMô MôHình HìnhNguồn NguồnPhát PhátXung XungSét SétChuẩn Chuẩn * Mô phỏng nguồn phát xung dòng Thực hiện sơ đồ mô phỏng như Hình 2.10, nhập các thông số cho nguồn phát xung dòng như Hình 2.11, kết quả dạng sóng của xung 8/20µs – 5kA, 1/5µs – 10kA, 10/350µs – 10kA, như Hình 2.12, 2.13, 2.14 H Hình 2.10: Sơ đồ mô phỏng nguồn xung Hình 2.11: Sơ đồ mô phỏng nguồn xung dòng dòng C TE * Mô phỏng nguồn phát xung dòng U H Hình 2.13: Dạng sóng nguồn xung dòng 1/5µs – 10kA Hình 2.14: Dạng sóng nguồn xung dòng Hình 2.12: Dạng sóng nguồn xung 10/350µs – 10kA dòng 8/20µs – 5kA -9-
  13. 2. 2.Xây XâyDựng DựngMô MôHình HìnhNguồn NguồnPhát PhátXung XungSét SétChuẩn Chuẩn NHẬN XÉT  Mô hình nguồn phát xung sét tiêu chuẩn vừa xây dựng cho kết quả mô phỏng với các thông số của dạng sóng dòng và áp không chu kỳ chuẩn đều cho sai số nhỏ hơn 5%.  Mô hình có các ưu điểm là:  Tính toán nhanh được các thông số mô phỏng;  Thông số của mô hình có thể nhập trực tiếp thông qua hộp thoại;  Kết quả mô phỏng của mô hình cho dạng sóng phù hợp với các xung sét chuẩn. H C TE 3. 3. XÂY XÂYDỰNG DỰNG MÔ MÔ HÌNH HÌNHMOV MOV HẠ HẠTHẾ THẾ Đặt vấn đề  Khó khăn trong việc xây dựng mô hình MOV: U  Xác định mô hình động. H  Xác định các thông số của mô hình.  Việc tính toán và hiệu chỉnh thông số cần thực hiện thủ tục lặp, thí nghiệm hay đòi hỏi những thông số khó được cung cấp từ nhà sản xuất. Đề nghị một mô hình MOV hạ thế không có khe hở. Mô hình cũng được xây dựng dựa trên mô hình MOV của IEEE với một vài hiệu chỉnh nhỏ, thuật toán đơn giản và hiệu quả trong việc xác định thông số của mô hình. - 10 -
  14. 3. 3. XÂY XÂYDỰNG DỰNG MÔ MÔ HÌNH HÌNH MOV MOV HẠ HẠTHẾ THẾ Mô hình MOV hạ thế được xây dựng dựa trên ý tưởng mô hình MOV của Manfred Holzer và Willi Zapsky. Biến Biến trở MOV được trở MOV được thay thay thếthế bởi một phần tử điện bởi một phần tử điện trở phi trở phi tuyến có đặc tuyến có đặc tính tính V-I, V-I, một một tụ tụ điện điện Cp Cp mắc mắc song song song song với với nó nó Điện trở Rs của cùng cùng với với một điện trở song mộtmôđiện trở hình có giásong trị song Ls gồm điện cảm nội song Rp. Rp. Tất cả Tấtcực các cả nhỏ phần phần tử cáckhoảng tử Tụ điện CpĐiện trở Rp là này được nối tiếp với của một ZnO điện và điện cảm này được nối 100tiếpnano điện MOVlà điện điện trở miền tiếp Ohm vớidây mộtnối của chính cảm Ls và điện trở Rs. cảm Ls và điện trở Rs. dung của giáp giữa các hạt MOV ZnO H 3. 3. XÂY XÂYDỰNG C DỰNG MÔ MÔ HÌNH HÌNHMOV MOV HẠ HẠTHẾ THẾ TE Phần tử điện trở phi tuyến có đặc tính V-I được mô phỏng bởi một nguồn áp điều khiển V là một hàm của dòng điện I (V=f(I)). U logV = b1 + b2log(I) + b3e-log(I) + b4elog(I) H - 11 -
  15. 3. 3. XÂY XÂYDỰNG DỰNG MÔ MÔ HÌNH HÌNHMOV MOV HẠ HẠTHẾ THẾ Mô hình điện trở phi tuyến V=f(I) của MOV Điểm mới của mô hình là sử dụng sử dụng khối Abs và khối Sign để lấy dấu tín hiệu điện áp trên 2 cực của điện trở phi tuyến từ đó tạo ra tín hiệu dòng điện có dấu tương ứng với điện áp đặt vào 2 cực. Mô hình phần tử H điện trở phi tuyến được xây dựng là phần tử hai cực với đặc tính hai chiều (dòng thuận và dòng ngược đối xứng). C TE 3. 3. XÂY XÂYDỰNG DỰNG MÔ MÔ HÌNH HÌNH MOV MOV HẠ HẠTHẾ THẾ U H Mô hình MOV hạ thế Hình 4.22: Hộp thoại khai báo biến Parameters của mô hình MOV hạ thế - 12 -
  16. Kiểm tra đáp ứng MOV hạ thế với xung dòng chuẩn Dùng mô hình xung dòng 8/20ms kiểm tra đáp ứng của mô hình MOV hạ thế vừa xây dựng như sơ đồ Hình 3.6. Thông số MOV của các hãng cần nhập vào mô hình như Hình 3.7 Hình 3.6: Sơ đồ mô phỏng đáp Hình 3.7: Hộp thoại thông số H ứng của MOV hạ thế mô hình MOV hạ thế C TE Kiểm tra đáp ứng MOV hạ thế với xung dòng chuẩn U H Hình 3.8: Điện áp dư và dòng điện qua mô hình MOV khi mô phỏng MOV VE17M02750K với xung 8/20µs – 2kA - 13 -
  17. Kiểm tra đáp ứng MOV hạ thế với xung dòng chuẩn H Hình 3.9: Điện áp dư và dòng điện qua mô hình MOV khi mô phỏng MOV VE17M 02750K với xung 8/20µs – 3kA C TE Kiểm tra đáp ứng MOV hạ thế với xung dòng chuẩn U H Hình 3.10: Điện áp dư và dòng điện qua mô hình MOV khi mô phỏng MOV VE13M 02750K với xung 8/20µs – 2kA - 14 -
  18. Kiểm tra đáp ứng MOV hạ thế với xung dòng chuẩn Kết quả chạy mô phỏng được tổng hợp trong các bảng 3.1, 3.2, 3.3 Bảng 3.1: Kết quả so sánh khi mô phỏng MOV hạ thế của hãng AVX Điện áp dư trên MOV VE13M02750 VE17M02750K (crest) 2kA K 3kA 2kA 3kA Theo catalogue (V)_Vrcat 1150 - 1050 1100 Theo mô hình (V)_Vrmod 1129 - 996,8 1053 Sai số (%)_ DV 1,8 - 5,0 4,2 Bảng 3.2: Kết quả so sánh khi mô phỏng MOV hạ thế của hãng Littelfuse Điện áp dư trên MOV V275LA40A (crest) 3kA 5kA Theo catalogue (V)_Vrcat 1040 1150 Theo mô hình (V)_Vrmod 993,6 1105 H Sai số (%)_ DV 4,5 3,9 C TE Kiểm tra đáp ứng MOV hạ thế với xung dòng chuẩn Bảng 3.3: Kết quả mô phỏng MOV hạ thế của hãng SIEMENS U Điện áp dư trên MOV (crest) Loại MOV hạ thế của hãng Siemen H B32K275 B40K275 5kA 10kA 20kA 5kA 10kA 20kA Theo catalogue (V)_Vrcat 1000 1150 1390 960 1100 1310 Theo mô hình (V)_Vrmod 999,3 1152 1390 957,4 1097 1313 Sai số (%)_ εmod -0,07 0,17 0,00 -0,27 -0,27 0,23 Loại MOV hạ thế của hãng Siemen Điện áp dư trên MOV (crest) B60K275 B80K275 5kA 10kA 20kA 5kA 10kA 20kA Theo catalogue (V)_Vrcat 880 980 1130 830 930 1070 Theo mô hình (V)_Vrmod 881,5 985,5 1146 831,6 932,3 1090 Sai số (%)_ εmod 0.17 0,56 1,42 0,19 0,25 1,87 - 15 -
  19. 4. 4. XÂY XÂYDỰNG DỰNG MÔ MÔ HÌNH HÌNHMOV MOV TRUNG TRUNG THẾ THẾ Đặt vấn đề  Mô hình MOV đã xây dựng trước đây được áp dụng cho cấp hạ áp.  Khi dùng mô hình này để mô phỏng cho MOV trung thế sẽ sinh ra sai số rất lớn.  Khó khăn cho việc mô phỏng nghiên cứu phối hợp các thiết bị bảo vệ quá áp, cũng như nghiên cứu tính năng bảo vệ của MOV trên mạng cao áp. Đề nghị một mô hình MOV trung thế với mục đích nhằm H phần nào giải quyết được vấn đề này. C TE 4. 4. XÂY XÂYDỰNG DỰNG MÔ MÔ HÌNH HÌNH MOV MOV TRUNG TRUNG THẾ THẾ U Mô hình được xây dựng dựa trên mô hình IEEE, tụ điện C được loại bỏ do ảnh H hưởng của nó đến mô hình không đáng kể. Mô hình gồm hai điện trở phi tuyến A0 và A1. Giữa các phần tử Hình 4.1: Sơ đồ nguyên lý mô hình MOV phi tuyến A0 và A1 là các trung thế. bộ lọc R-L, điện trở Rp là L1 = Vn * (Vs -Vl)/(4 * Vl * 10^6) điện trở của MOV trong L0 = Vn * (Vs -Vl)/(12 * Vl * 10^6) vùng dòng điện rò. R0, R1, Rp khoảng 1M. - 16 -
  20. 4. 4. XÂY XÂYDDỰNG ỰNG MÔ MÔ HÌNH HÌNH MOV MOV TRUNG TRUNG THẾ THẾ Hình 4.2: Hộp thoại của MV_MOV Hình 4.3: Biểu tượng mô hình MOV trung thế H C TE 4. 4. XÂY XÂYDỰNG DỰNG MÔ MÔ HÌNH HÌNHMOV MOV TRUNG TRUNG THẾ THẾ Kết quả mô phỏng U H Hình 4.4: Sơ đồ mô phỏng đáp ứng của MOV trung thế đề nghị - 17 -
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.11: Bộ Luận Văn Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Tài Chính Ngân Hàng
172 tài liệu
837 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2