zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Quá điện áp do sét trong lưới điện phân phối

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

10
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Quá điện áp do sét trong lưới điện phân phối mô phỏng, tính toán xác định quá điện áp sét lan truyền vào trạm biến áp phân phối khi đường dây trên không 22 kV bị sét đánh. Nghiên cứu xét đến cấu hình của đường dây không được trang bị và không trang bị dây chống sét, vị trí sét đánh vào đường dây sử dụng chương trình mô phỏng quá độ điện từ EMTP/ATP.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Quá điện áp do sét trong lưới điện phân phối

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 QUÁ ĐIỆN ÁP DO SÉT TRONG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI Nguyễn Quang Thuấn1, Nguyễn Nhất Tùng1 1 Trường Đại học Thủy lợi, email: thuannq@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU Đối tượng nghiên cứu là sơ đồ lưới điện phân phối (LĐPP) như Hình 1. Trong EMTP/ Một trong những nguyên nhân chủ yếu gây ATP các phần tử LĐPP được mô hình trong ra sự cố làm mất điện trên lưới điện phân Hình 2. phối (LĐPP) là do sét. Đặc biệt trong lưới Hình 2 là mô hình LĐPP trong chương điện có đường dây trên không đi qua khu vực trình EMTP/ATP. có mật độ sét cao, điện trở suất đất lớn và khả năng che chắn kém. Khi đường dây bị sét đánh, không những đường dây phải chịu quá điện áp (QĐA) sét nguy hiểm mà các trạm biến áp (TBA) kết nối với đường dây cũng phải chịu QĐA sét lan truyền tác động có thể làm hư hỏng cách điện của TBA ảnh hưởng tới độ tin cậy của lưới điện. Vì thế xem xét Hình 2. Mô hình LĐPP trong EMTP/ATP các yếu tố ảnh hưởng đến QĐA sét sẽ giúp đưa ra phương án bảo vệ chống QĐA lan - Dây dẫn 22 kV và DCS: Sử dụng mô hình truyền trên đường dây và TBA phù hợp, hiệu phụ thuộc tần số J-Marti [1] cho dây dẫn các quả cần được đánh giá nhằm góp phần nâng pha và DCS. cao độ tin cậy cấp điện cho lưới điện. - Máy biến áp (MBA): Sử dụng mô hình Bài báo này mô phỏng, tính toán xác định thông số phụ thuộc tần số như Hình 4.2 [2,3]. QĐA sét lan truyền vào TBA phân phối khi đường dây trên không (ĐDK) 22 kV bị sét đánh. Nghiên cứu xét đến cấu hình của đường dây không được trang bị và không trang bị dây chống sét (DCS), vị trí sét đánh vào đường dây sử dụng chương trình mô phỏng quá độ điện từ EMTP/ATP. 2. MÔ HÌNH CÁC PHẦN TỬ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRONG EMTP/ATP Hình 3. Mô hình MBA CH0, CC0 và CCH lần lượt là điện dung của cuộn hạ áp với đất, điện dung cuộn cao áp với đất và điện dung giữa cuộn cao với hạ áp. - CSV: Theo kết quả nghiên cứu [4] cho thấy, giữa các mô hình CSV khác nhau không có sự sai khác đáng kể trong việc hạn chế mức QĐA sét. Do đó nghiên cứu sử dụng Hình 1. LĐPP nghiên cứu QĐA sét mô hình CSV đơn giản là điện trở phi tuyến. 280
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 - Hệ thống nối đất cột ĐDK và TBA: Sử dụng mô hình điện trở phụ thuộc theo công thức [5]: R0 Rtd  (1) I 1 Ig E0 ρ Ig= (2) 2πR02 R0 là điện trở tần số công nghiệp (), I là Hình 5. Sóng QĐA phía hạ áp MBA1 (pha A) dòng điện sét chạy qua nối đất cột (kA), Ig là khi sét đánh ĐDK có và không có DCS dòng điện giới hạn ion hóa của đất (kA),  là điện trở suất của đất (m). - Sét đánh vào DCS của ĐDK 22 kV, + Khi I < Ig thì Rtd = R0; QĐA truyền vào TBAPP có biên độ thấp hơn + Khi I ≥ Ig thì Rtd theo công thức (1) nhiều so với khi ĐDK 22 kV không treo DCS - Nguồn sét: Sử dụng dạng sóng nguồn vì sét sẽ đánh vào dây pha. Hình 4 là kết quả dòng Heidler 30kA (1,2/50μs) mắc song song mô phỏng so sánh sóng QĐA phía cao áp và với tổng trở kênh sét Zs = 400 Ω [6]. hình 5 là QĐA phía hạ áp của MBA1 (pha A) gần điểm sét đánh nhất trong trường hợp 3. KẾT QUẢ & BÀN LUẬN đường dây có và không có DCS. Kết quả này cho thấy, khi đường dây có Theo quy phạm trang bị [7], ĐDK 22kV DCS mức suy giảm biên độ QĐA phía cao áp không bắt buộc sử dụng DCS trên toàn tuyến của MBA1 so với khi đường dây không có nên thực tế rất nhiều sự cố do sét gây nguy DCS khoảng 1,7 lần (60 kV so với 102,7 hiểm cho đường dây và TBAPP, đặc biệt ở kV); còn phía hạ áp của MBA1 giảm khoảng nơi có mật độ giông sét cao. 1,6 lần (14,5 kV so với 23 kV). Sở dĩ có sự Trong mục này, các tác giả sẽ mô phỏng sai khác rất lớn này là do khi không có DCS xem xét QĐA trong LĐPP khi sét đánh vào sét đánh trực tiếp vào dây pha và sóng QĐA ĐDK 22 kV không và có DCS cách MBA1 truyền vào TBAPP chỉ bị do tổn thất tự nhiên 100m, từ đó đưa ra các khuyến cáo nhằm trên đường dây; còn khi đường dây có DSC, khuyển cáo giải pháp bảo vệ chống QĐA sét sét đánh vào dây DCS, một phần lớn năng trong LĐPP (Với dòng điện sét cùng là 30kA lượng sét được hấp thụ trực tiếp xuống nối 1,2/50μs và trị số điện trở nối đất MBA là 5Ω). đất các cột điện. - Theo IEC-60364-1 [8], mức điện áp xung (BIL) của thiết bị phía hạ áp 0,4 kV thay đổi từ 2,5 kV đến 8 kV tùy vào mức độ bảo vệ và vị trí của thiết bị trong lưới hạ áp. Đối với cấp 22kV, tiêu chuẩn IEEE C37.20.30 [9], IEEE C57.12.00 [10] và IEEE C57.12.01 [11] yêu cầu các thiết bị đóng cắt và MBA yêu cầu BIL dao động từ 110 kV cho đến 150 kV. Như vậy, kể cả thiết bị hạ áp có BIL lớn nhất là 8 kV thì khi sét đánh vào DCS cũng Hình 4. Sóng QĐA phía cao áp MBA1 gây QĐA gần gấp đôi mức BIL của các thiết (pha A) khi sét đánh ĐDK có bị phía hạ áp (14,5 kV); còn QĐA phía cao và không có DCS áp giảm mạnh xuống dưới BIL yêu cầu. 281
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 Để hạn chế QĐA sét lan truyền đảm bảo mặc dù ĐDK có DCS thì QĐA vẫn có thể an toàn cả ở phía cao áp và hạ áp của MBA1, gây nguy hiểm cho TBAPP, đặc biệt với thiết tác giả đề xuất lắp đặt thêm CSV tại điểm bị phía hạ áp. Vì thế, vẫn cần lắp đặt thêm đấu nối ĐDK với cáp ngầm. Khi sử dụng CSV phía cao và hạ để để hạn chế QĐA sét đồng thời giải pháp DCS kết hợp với CSV sẽ lan truyền nhằm đảm bảo an toàn cho các làm cho mức QĐA phía hạ áp của MBA1 TBA trong LĐPP. giảm xuống chỉ còn 1,5 kV so với khi chỉ sử dụng DCS là 14,5 kV (tức giảm gần 10 lần). 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO Kết quả mô phỏng so sánh QĐA cả phía cao [1] Martinez, Juan A., and Ferley Castro- và hạ áp của MBA1 theo biện pháp (i) ĐDK Aranda, Lightning performance analysis of 22kV sử dụng DCS và biện pháp (ii) đường overhead transmission lines using the dây trên không 22kV sử dụng DCS kết hợp EMTP. IEEE Transactions on Power lắp đặt CSV được trình bày lần lượt trên Delivery 20.3, pp. 2200-2210, 2005. Hình 6 và Hình 7. [2] C. Andrieu, E. Dauphant and D. Boss. A frequency dependant model for a MV/LV transformer. International Conference on Power Systems Transients (IPST), Budapest Hungary, June 20-24, 1999. [3] Das Sr., J.C. Surges transferred through transformers, IEEE Conference Rec-ord of Annual Pulp and Paper Industry Technical Conference, pp. 139-147, 2002. [4] André Meister at al, Comparison of metal oxide surge arrester models in overvoltage studies, International Journal of Hình 6. Sóng QĐA phía cao áp MBA1 (pha A) Engineering, Science and Technology Vol. 3, No. 11, pp. 35-45, 2011. khi ĐDK không DCS, có DCS (i) và có DCS [5] IECTR 60771-4 Part 4: Computational kết hợp CSV (ii) guide to insulation coordination and modelling of electrical networks. 2004-06. [6] F. Heidler, W. Zischank, Z. Flisowski, Ch. Bouquegneau and C. Mazzetti, “Parameters of lightning current given in IEC 62305-background, experience and outlook”, 29th International Conference on Lightning Protection, Sweden, 2008. [7] Bộ Công Nghiệp, 11 TCN 19 - 2006, Quy phạm trang bị điện, Phần II Hệ thống đường dẫn điện, ban hành ngày 11 tháng 7 năm 2006. Hình 7. Sóng QĐA phía hạ áp MBA1 (pha A) [8] IEC 60364-1, Ed. 5.0, Low-voltage khi ĐDK không DCS, có DCS (i) electrical installations - Part 1: và có DCS kết hợp CSV (ii) Fundamental principles, assessment of general characteristics, definitions, 4. KẾT LUẬN November, 2005. [9] IEEE C37.20.3, IEEE Standard for Metal- Khi sét đánh vào ĐDK 22 kV có DCS thì Enclosed Interrupter Switchgear (1kV- QĐA lan truyền vào các TBA trong LĐPP 38kV), 2001. được hạn chế đi rất nhiều so với trường hợp ĐDK không được trang bị DCS. Tuy nhiên, 282

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 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.