Mc lc GVHD:PGS. TS Quyền Huy Ánh HVTH: Đặng Thị Hà Thanh Trang vii MC LC Lý lch khoa hc i Nhim v lun văn thc sƿ iv Li cam đoan v Li cám n vi Mc lc vii Danh mc hình nh ix Danh mc bng biu xv CHNG 1: TNG QUAN 1 1.1 Đặt vấn đề 1 1.2 Các nghiên cu trong và ngoài nc 3 1.3 Mc tiêu nghiên cu 3 1.4 Nhim v nghiên cu và gii hn đề tài 3 1.5 Phơng pháp nghiên cu 4 1.6 Điểm mi ca lun văn 4 1.7 Giá trị thc tin ca lun văn 4 CHNG 2: THIT K LP ĐT CÁC H THNG BO V CHNG XUNG SÉT ĐIN T (LPMS) 5 2.1 Gii thiu tiêu chuẩn IEC 62.305 5 2.2 H thống bo v chống xung sét đin từ. 6 2.2.1 Các phơng án bo v chống xung sét đin từ (LPMS) 7 2.2.2 Vùng bo v chống sét (LPZ) 9 2.2.3 Tính toán đin từ trng trong LPZ 13 2.3 Nối đất và bao bọc 17 2.3.1 H thống nối đất 18 2.3.2 H thống bao bọc 18 2.3.3 S kết hp ca h thống nối đất và h thống bao bọc 20 2.3.4 Bao bọc ti ranh gii ca LPZ 22 Mc lc GVHD:PGS. TS Quyền Huy Ánh HVTH: Đặng Thị Hà Thanh Trang viii 2.4 Cách thc đi dây 23 CHNG 3: XÂY DNG MÔ HÌNH MOV VÀ MÔ HÌNH SG TRONG MATLAB 25 3.1 Phân vùng bo v 25 3.2 Mô hình SG 26 3.2.1 Khe phóng đin (Spark Gap) 26 3.2.2 Gii thiu mô hình 27 3.2.3 Mô hình khe h phóng đin không khí Spark gap 29 3.2.4 Mô phỏng mô hình Spark Gap. 33 3.3 Mô hình MOV 37 3.3.1 MOV (Metal Oxide Varistor) 37 3.3.2 Nguyên lý làm vic ca mô hình 39 3.3.3 Đánh giá mô hình 39 3.3.4 Xây dng mô hình MOV 40 CHNG 4: PHI HP SPD 53 4.1 Tổng quát 53 4.2 Mc tiêu chung và nguyên tắc phối hp các SPD 54 4.2.1 Mc tiêu chung ca phối hp các SPD 54 4.2.2 Nguyên tắc phối hp 55 4.3 Phối hp biến đổi cơ bn cho h thống bo v 56 4.3.1 Biến đổi I 56 4.3.2 Biến đổi II 64 4.3.3 Biến đổi III 72 4.4 nh hng ca đin cm dây nối đến đin áp d. 80 CHNG 5: KT LUN VĨ HNG NGHIÊN CU PHÁT TRIN 84 5.1 Kết Lun 84 5.2. Hng nghiên cu phát triển 84 TÀI LIU THAM KHO 85 Danh mc hình nh GVHD:PGS. TS Quyền Huy Ánh HVTH: Đặng Thị Hà Thanh Trang ix DANH MC HÌNH NH Hình 2.1: Nguyên tắc chung phân chia thành LPZ khác nhau 6 Hình 2.2a:LPMS sử dng vùng bao bọc và phối hp SPD bo v " 8 Hình 2.2b: LPMS sử dng vùng bao bọc ca LPZ 1 và SPD bo v  ngõ vào ca 8 Hình 2.2c: LPMS sử dng dây bọc bên trong và SPD bo v  ngõ vào ca LPZ 1 ậ 8 Hình 2.2d: LPMS bằng cách chỉ sử dng "phối hp SPD bo v" 9 Hình 2.2: Bo v chống li LEMP 9 Hình 2.3a: Liên kết gia hai vùng LPZ 1 sử dng SPD 10 Hình 2.3b: Liên kết gia hai vùng LPZ 1 sử dng cáp bọc hoặc ống dn cáp bọc 11 Hình 2.3c: Liên kết gia hai vùng LPZ 2 sử dng SPD 11 Hình 2.3d: Liên kết gia hai vùng LPZ 2 sử dng cáp bọc hoặc ống dn cáp bọc 11 Hình 2.4a: Biến áp đặt bên ngoài công trình 12 Hình 2.4b: Biến áp đặt bên trong công trình (LPZ 0 m rộng vào LPZ 1) 12 Hình 2.4c: Phối hp SPD (0/1) và SPD (1/2) 12 Hình 2.4d: Chỉ sử dng một SPD (0/1/2) (LPZ 2 m rộng đến LPZ 1) 12 Hình 2.5a: Từ trng bên trong LPZ 1 13 Hình 2.5b: Từ trng bên trong LPZ 2 13 Hình 2.5: Đánh giá các giá trị từ trng trong trng hp ca một tia sét đánh trc tiếp 13 Hình 2.6: Đánh giá các giá trị từ trng trong trng hp ca tia sét đánh gần đó 15 Hình 2.7: H thống nối đất ba chiều bao gồm các mng li bao bọc liên kết vi h thống nối đất 17 Hình 2.8: H thống nối đất dng li ca một nhà máy 18 Hình 2.9: Sử dng gia cố thanh cho một công trình liên kết đẳng thế 19 Hình 2.10: Liên kết đẳng thế trong một công trình cốt thép 20 Hình 2.11: S kết hp ca h thống đin to thành h thống bao bọc 21 Danh mc hình nh GVHD:PGS. TS Quyền Huy Ánh HVTH: Đặng Thị Hà Thanh Trang x Hình 2.12: Kết hp các phơng pháp kết hp các h thống đin tử trong h thống bao bọc 22 Hình 2.13a: không bo v h thống 24 Hình 2.13b: Gim từ trng bên trong đi vào LPZ bi không gian che chắn ca nó 24 Hình 2.13c: Gim nh hng ca trng trên đng dây theo dây che chắn 24 Hình 2.13d: Gim din tích vòng cm ng bi đng đi dây phù hp 24 Hình 2.13: Gim hiu ng cm ng ca đng đi dây và bin pháp che chắn 24 Hình 3.1: Các dng xung sét tiêu chuẩn 25 Hình 3.2: Mô hình khe h không khí đề nghị 30 Hình 3.3: Sơ đồ khối điều khiển SC 31 Hình 3.4: Khai báo các thông số trong Breaker 32 Hình 3.5: Sơ đồ mô phỏng phóng đin khe h không khí trong MATLAB 32 Hình 3.6: To biểu tng cho mô hình trong MatLab 33 Hình 3.7: Biểu tng mô hình khe h phóng đin không khí Spark Gap 33 Hình 3.8: Sơ đồ mch mô phỏng Spark Gap vi nguồn xung áp 34 Hình 3.9: Khai báo các thông số ca mô hình 34 Hình 3.10a: Đáp ng ca Spark Gap có Vbreak=3kV vi xung áp 1.2/50µs 5kV 35 Hình 3.10b: Đáp ng ca Spark Gap có Vbreak=3kV vi xung áp 1.2/50µs 10kV 35 Hình 3.11: Sơ đồ mch mô phỏng Spark Gap vi nguồn xung dòng 36 Hình 3.12: Đáp ng ca Spark Gap vi xung dòng 8/20µs 4kA 36 Hình 3.13: Quan h dòng đin ậ đin áp ca mô hình MOV. 38 Hình 3.14: Hộp thoi ca mô hình MOV trong Matlab. 38 Hình 3.15: Sơ đồ nguyên lý ca mô hình 39 Hình 3.16: Mô hình MOV 40 Hình 3.17: Đặc tính V ậ I ca MOV có sai số TOL  10% 41 Hình 3.18: Sơ đồ mô hình đin tr phi tuyến V = f(I) ca MOV 41 Hình 3.19: Sơ đồ mch tơng đơng ca mô hình MOV đề nghị 43 Hình 3.20: Biểu tng mô hình MOV h thế 43 Danh mc hình nh GVHD:PGS. TS Quyền Huy Ánh HVTH: Đặng Thị Hà Thanh Trang xi Hình 3.21: Hộp thoi khai báo biến Parameters ca mô hình MOV h thế 44 Hình 3.22: Hộp thoi Initialization ca mô hình MOV h thế 45 Hình 3.23: Hộp thoi thông số mô hình MOV h thế 45 Hình 3.24: Sơ đồ mô phỏng đáp ng ca MOV h thế 46 Hình 3.25: Đin áp d và dòng đin qua mô hình MOV khi mô phỏng MOV VE17M02750K vi xung 8/20µs ậ 2kA 47 Hình 3.26: Đin áp d và dòng đin qua mô hình MOV khi mô phỏng MOV VE17M 02750K vi xung 8/20µs ậ 3kA 47 Hình 3.27: Đin áp d và dòng đin qua mô hình MOV khi mô phỏng MOV VE13M 02750K vi xung 8/20µs ậ 2KA 48 Hình 3.28: Đin áp d và dòng đin qua mô hình MOV khi mô phỏng MOV V275LA 40A vi xung 8/20µs ậ 3kA 49 Hình 3.29: Đin áp d và dòng đin qua mô hình MOV khi mô phỏng MOV V275LA 40A vi xung 8/20µs ậ 5kA 49 Hình 3.30: Đin áp d và dòng đin qua mô hình MOV khi mô phỏng MOV B60K275 vi xung 8/20µs ậ 5kA 51 Hình 3.31: Đin áp d và dòng đin qua mô hình MOV khi mô phỏng MOV B60K275 vi xung 8/20µs ậ 10kA 51 Hình 3.32: Đin áp d và dòng đin qua mô hình MOV khi mô phỏng MOV B60K275 vi xung 8/20µs ậ 20kA 51 Hình 4.1: Ví d cho các ng dng ca SPD trong các h thống phân phối nguồn 53 Hình 4.2: Mô hình cơ bn cho năng lng phối hp ca SPD 55 Hình 4.3: Phối hp biến đổi I 56 Hình 4.4: Sơ đồ mô phỏng matlab phối hp các SPD có đặc tuyến đin áp/dòng đin liên tc. 57 Hình 4.5: Phối hp biến đổi I - SPD vi xung dòng có biên độ 3kA 57 Hình 4.5-a: Phối hp biến đổi I ậ Phối hp 3 SPD vi xung dòng có biên độ 3kA. 57 Hình 4.5-b: Phối hp biến đổi I ậ Phối hp 2 SPD vi xung dòng có biên độ 3kA. 58 Hình 4.5-c: Phối hp biến đổi I ậ Phối hp 1 SPD vi xung dòng có biên độ 3kA. 58 Danh mc hình nh GVHD:PGS. TS Quyền Huy Ánh HVTH: Đặng Thị Hà Thanh Trang xii Hình 4.6: Phối hp biến đổi I - SPD vi xung dòng có biên độ 20kA 59 Hình 4.6-a: Phối hp biến đổi I ậ Phối hp 3 SPD vi xung dòng có biên độ 20kA. 59 Hình 4.6-b: Phối hp biến đổi I ậ Phối hp 2 SPD vi xung dòng có biên độ 20kA. 59 Hình 4.6-c: Phối hp biến đổi I ậ Phối hp 1 SPD vi xung dòng có biên độ 20kA. 60 Hình 4.7: Phối hp biến đổi I - SPD vi xung dòng có biên độ 70kA 60 Hình 4.7-a: Phối hp biến đổi I ậ Phối hp 3 SPD vi xung dòng có biên độ 70kA. 60 Hình 4.7-b: Phối hp biến đổi I ậ Phối hp 2 SPD vi xung dòng có biên độ 70kA. 61 Hình 4.7-c: Phối hp biến đổi I ậ Phối hp 1 SPD vi xung dòng có biên độ 70kA. 61 Hình 4.8a: Phối hp biến đổi I ậ Phối hp 3 SPD vi xung dòng có biên độ 3kA vi dòng xung bo v cc đi ca 3 tầng SPD gim dần 62 Hình 4.8b: Phối hp biến đổi I ậ Phối hp 3 SPD vi xung dòng có biên độ 20kA vi dòng xung bo v cc đi ca 3 tầng SPD gim dần 62 Hình 4.8c: Phối hp biến đổi I ậ Phối hp 3 SPD vi xung dòng có biên độ 70kA vi dòng xung bo v cc đi ca 3 tầng SPD gim dần 63 Hinh 4.8: Phối hp biến đổi I ậ Phối hp 3 SPD vi dòng xung bo v cc đi ca 3 tầng SPD gim dần 63 Hình 4.9: Phối hp biến đổi II 64 Hình 4.10: Sơ đồ mô phỏng matlab phối hp các SPD có đặc tuyến đin áp/dòng đin liên tc. 65 Hình 4.11: Phối hp biến đổi II - SPD vi xung dòng có biên độ 3kA. 65 Hình 4.11-a: Phối hp biến đổi II ậ Phối hp 3 SPD vi xung dòng có biên độ 3kA. 65 Hình 4.11-b: Phối hp biến đổi II ậ Phối hp 2 SPD vi xung dòng có biên độ 3kA. 66 Hình 4.11-c: Phối hp biến đổi II ậ Phối hp 1 SPD vi xung dòng có biên độ 3kA. 66 Hình 4.12: Phối hp biến đổi II - SPD vi xung dòng có biên độ 20kA. 67 Hình 4.12-a: Phối hp biến đổi II ậ Phối hp 3 SPD vi xung dòng có biên độ 20kA 67 Hình 4.12-b: Phối hp biến đổi II ậ Phối hp 2 SPD vi xung dòng có biên độ 20kA 67 Hình 4.12-c: Phối hp biến đổi II ậ Phối hp 1 SPD vi xung dòng có biên độ 20kA 68 Hình 4.13: Phối hp biến đổi II - SPD vi xung dòng có biên độ 70kA. 68 Hình 4.13-a: Phối hp biến đổi II ậ Phối hp 3 SPD vi xung dòng có biên độ 70kA 68 Danh mc hình nh GVHD:PGS. TS Quyền Huy Ánh HVTH: Đặng Thị Hà Thanh Trang xiii Hình 4.13-b: Phối hp biến đổi II ậ Phối hp 2 SPD vi xung dòng có biên độ 70kA 69 Hình 4.13-c: Phối hp biến đổi II ậ Phối hp 1 SPD vi xung dòng có biên độ 70kA 69 Hình 4.14-a: Phối hp biến đổi II ậ Phối hp 3 SPD vi xung dòng có biên độ 3kA vi dòng xung bo v cc đi ca 3 tầng SPD gim dần 70 Hình 4.14-b: Phối hp biến đổi II ậ Phối hp 3 SPD vi xung dòng có biên độ 20kA vi dòng xung bo v cc đi ca 3 tầng SPD gim dần 70 Hình 4.14: Phối hp biến đổi II ậ Phối hp 3 SPD vi dòng xung bo v cc đi ca 3 tầng SPD gim dần 70 Hình 4.15: Phối hp biến đổi III 72 Hình 4.16: Sơ đồ mô phỏng matlab phối hp các SPD có đặc tuyến đin áp/dòng đin liên tc. 72 Hình 4.17: Phối hp biến đổi III - SPD vi xung dòng có biên độ 3kA. 73 Hình 4.17-a: Phối hp biến đổi III ậ Phối hp 1 SPD vi xung dòng có biên độ 3kA. 73 Hình 4.17-b: Phối hp biến đổi III ậ Phối hp 2 SPD vi xung dòng có biên độ 3kA. 74 Hình 4.17-c: Phối hp biến đổi III ậ Phối hp 3 SPD vi xung dòng có biên độ 3kA. 74 Hình 4.18: Phối hp biến đổi III - SPD vi xung dòng có biên độ 20kA. 75 Hình 4.18-a: Phối hp biến đổi III ậ Phối hp 1 SPD vi xung dòng có biên độ 20kA 75 Hình 4.18-b: Phối hp biến đổi III ậ Phối hp 2 SPD vi xung dòng có biên độ 20kA 76 Hình 4.18-c: Phối hp biến đổi III ậ Phối hp 3 SPD vi xung dòng có biên độ 20kA 76 Hình 4.19: Phối hp biến đổi III - SPD vi xung dòng có biên độ 70kA. 77 Hình 4.19-a: Phối hp biến đổi III ậ Phối hp 1 SPD vi xung dòng có biên độ 70kA . 77 Hình 4.19-b: Phối hp biến đổi III ậ Phối hp 2 SPD vi xung dòng có biên độ 70kA 78 Hình 4.19-c: Phối hp biến đổi III ậ Phối hp 3 SPD vi xung dòng có biên độ 70kA 78 Hình 4.20: Xung đin áp gia dây dn và thanh liên kết 80 Hình 4.21: Mô hình mô phỏng phối hp 1SPD bỏ qua cm kháng đng dây. 81 Hình 4.22: Mô phỏng bỏ qua đin kháng trên đng dây. 81 Danh mc hình nh GVHD:PGS. TS Quyền Huy Ánh HVTH: Đặng Thị Hà Thanh Trang xiv Hình 4.23: Mô hình mô phỏng phối hp 1SPD xét đến đin kháng đng dây. 82 Hình 4.24: Mô phỏng xét đin kháng trên đng dây. 82 Hình 2.25 ậ a: Mối nối T. 83 Hình 2.25 ậ b: Mối nối V. 83 Hình 2.25: Mối nối T và V 83 Danh mc bng biểu GVHD: PGS. TS Quyền Huy Ánh HVTH: Đặng Thị Hà Thanh Trang xv DANH MC BNG BIU Bng 2.1: H số che chắn ca mng li bao bọc ng vi một mc xung 15 Bng 2.2: Mặt cắt tối thiểu cho các thành phần liên kết 23 Bng 3.1: Xung sét cc đi theo vùng bo v và mt độ sét 26 Bng 3.2: Kết qu so sánh khi mô phỏng SSG3X-1 ca hãng EPCOS và DGP B255 ca hãng DEHN vi nguồn xung áp 1.2/50 µs. 36 Bng 3.3: Kết qu so sánh khi mô phỏng FLASHTRAB FLT-PLUS ca hãng PHOENIX CONTACT vi nguồn xung dòng 8/10µs. 37 Bng 3.4: Thông số k thut MOV h thế ca hãng AVX 46 Bng 3.5: Kết qu so sánh khi mô phỏng MOV h thế ca hãng AVX 48 Bng 3.6: Thông số k thut MOV h thế ca hãng Littelfuse 48 Bng 3.7: Kết qu so sánh khi mô phỏng MOV h thế ca hãng Littelfuse 50 Bng 3.8: Thông số k thut MOV h thế ca hãng SIEMENS 50 Bng 3.9: Kết qu mô phỏng MOV h thế ca hãng SIEMENS 52 Bng 4.1: Kết qu so sánh khi mô phỏng phối hp SPD theo phơng pháp phối hp biến đổi 1. 62 Bng 4.2: Kết qu so sánh khi mô phỏng phối hp SPD theo phơng pháp phối hp biến đổi 1 vi 2 kiểu phối hp thay đổi dòng xung sét bo v. 63 Bng 4.3: Kết qu so sánh khi mô phỏng phối hp SPD theo phơng pháp phối hp biến đổi 2 69 Bng 4.4: Kết qu so sánh khi mô phỏng phối hp SPD theo phơng pháp phối hp biến đổi 2 vi 2 kiểu phối hp thay đổi dòng xung sét bo v. 71 Bng 4.5: Kết qu so sánh khi mô phỏng phối hp 3 SPD ca biến đổi 1 và biến đổi 2. 71 Bng 4.6: Kết qu so sánh khi mô phỏng phối hp SPD theo phơng pháp phối hp biến đổi 3 79 Bng 4.7: Kết qu so sánh khi mô phỏng phối hp SPD ca biến đổi 1, biến đổi 2 và biến đổi 3 79 Danh mc bng biểu GVHD: PGS. TS Quyền Huy Ánh HVTH: Đặng Thị Hà Thanh Trang xvi Bng 4.8: Kết qu so sánh trng hp bỏ qua đin kháng và tính đin kháng ca dây nối. 82 [...]... Cung cấp các mơ hình SPD ph c v cơng tác nghiên c u hi u qu b o v chống sét d i tác động c a xung sét đi n từ lên h thống đ ng cấp nguồn cho tòa nhà; Kết qu nghiên c u là tài liệu tham khảo cho những ai quan tâm tới việc nghiên cứu các bi n pháp b o v chống xung sét đi n từ cho tòa nhà và hi u qu b o v chống xung sét đi n từ cho tòa nhà và hi u qu b o v chống sét lan truyền trên đ ng nguồn v i các kiểu... các thiết bị chống sét trong tòa nhà, sau đó sử d ng phần mềm mơ phỏng đánh giá hi u qu b o v c a h thống chống sét lan truyền Kết qu nghiên c u sẽ cung cấp thêm một cơng c mơ phỏng h u ích cho các nhà nghiên c u, các gi ng viên, sinh viên các tr trong vi c nghiên c u các đáp ng c a thiết bị chống sét, d ng đ i học i tác động c a xung sét lan truyền và đánh giá hi u qu c a các h thống b o v chống sét. .. pháp b o v thiết bị đi n ậ đi n tử bên trong tòa nhà chống h hỏng do tác h i c a xung sét  Đề xuất ph ơng án b o v h p lý trong một số tr HVTH: Đặng Thị Hà Thanh ng h p c thể Trang 3 Ch ơng 1: Tổng quan GVHD:PGS TS Quyền Huy Ánh  Ph m vi nghiên c u gi i h n trong vi c đánh giá hi u qu b o v cho các thiết bị đi n ậđi n tử h áp bên trong tòa nhà 1.5 Ph ng pháp nghiên c u  Thu th p và đọc hiểu tài li... sét gây ra Thi t h i do sét lan truyền trong các thiết bị dùng đi n trong th c tế là rất l n Theo thống kê, hàng năm c n c có hàng nghìn tr ng h p các thiết bị đi n tử trong gia đình, doanh nghi p bị sét tấn cơng, thi t h i lên t i hàng trăm tỉ đồng Ch yếu là các thiết bị đi n tử nh : Tivi, máy tính, đầu đĩa, thiết bị thơng tin vi n thơng nên vi c nghiên c u, đề ra gi i pháp chống sét lan truyền trong. .. cố gây ra trong h thống đi n và đi n tử trong tòa nhà 2.2 H th ng b o v ch ng xung sét đi n t Trong tòa nhà h thống đi n và đi n tử ph i chịu thi t h i từ xung sét (LEMP) H hỏng th ng xun c a h thống bị gây ra b i: - D n và c m ng xung truyền đến thiết bị thơng qua kết nối dây d n; - nh h ng c a phát x tr ng đi n từ tác động tr c tiếp vào chính thiết bị đó Vì thế, các bi n pháp b o v là cần thiết để... thu n l i cho vi c phát sinh, phát triển c a dơng sét Số ngày có dơng Vi t Nam thuộc lo i khá l n Trong m ng đi n, q đi n áp và q trình q độ do sét đánh là ngun nhân ch yếu gây ra các s cố và làm h hỏng các thiết bị lắp đặt trong cơng trình Nên vi c đề ra các gi i pháp chống sét, l a chọn, phối h p các thiết bị b o v phù h p và nghiên c u chế t o thiết bị chống sét đóng vai trò rất quan trọng trong vi... phối h p và kiểm tra các thiết bị b o v chống sét một cách hi u qu , chính xác để tránh x y ra h hỏng cho các thiết bị này Do các thiết bị chống sét là thiết bị phi tuyến cho nên vi c đánh giá các đáp ng ngõ ra ng v i sóng sét lan truyền v i m c chính xác cao theo ph ơng pháp gi i tích truyền thống gặp nhiều khó khăn Bên c nh đó, do n chế về trang thiết bị thí nghi m cao áp, số l c ta v n còn bị h n... 2: Thiết kế lắp đặt các h thống b o v LPMS GVHD: PGS TS Quyền Huy Ánh Hình 2.2a:LPMS s d ng vùng bao b c và ph i h p SPD b o v " - Thiết bị b o v chống l i xung sét đi vào cơng trình (U2 . chọn, phối hp và kiểm tra các thiết bị bo v chống sét một cách hiu qu, chính xác để tránh xy ra h hỏng cho các thiết bị này. Do các thiết bị chống sét là thiết bị phi tuyến cho nên vic. Nhim v nghiên cu và gii hn đ tài  Nghiên cu tiêu chuẩn IEC 62305-4  Nghiên cu các bin pháp bo v thiết bị đin ậ đin tử bên trong tòa nhà chống h hỏng do tác hi ca xung sét. . việc nghiên cứu các bin pháp bo v chống xung sét đin từ cho tòa nhà và hiu qu bo v chống xung sét đin từ cho tòa nhà và hiu qu bo v chống sét lan truyền trên đng nguồn vi các