Các mô hình máy phát xung sét cải tiến

Bài viết Các mô hình máy phát xung sét cải tiến trình bày phương pháp xấp xỉ gần đúng để tính toán nhanh các thông số cơ bản của máy phát xung sét và phương pháp đánh giá sai số để hiệu chỉnh sai số đầu sóng và đuôi sóng theo yêu cầu của tiêu chuẩn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Các mô hình máy phát xung sét cải tiến 46 Các Mô Hình Máy Phát Xung Sét Cải Tiến CÁC MÔ HÌNH MÁY PHÁT XUNG SÉT CẢI TIẾN ADVANCED LIGHTING CURRENT GENERATORS PGS. TS Quyền Huy Ánh Nguyễn Mạnh Hùng ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Tạ Văn Minh Cao Đẳng Nghề LilamaTÓM TẮT Những nghiên cứu về máy phát xung dòng sét trước đây sử dụng các cấu hình mạch riêngbiệt để tạo ra các dạng xung dòng sét khác nhau, điều này gây khó khăn cho việc nghiên cứuchế tạo các máy phát xung sét với giá thành hợp lý. Bên cạnh đó, một số mô hình toán họcmô phỏng dòng xung sét còn chưa đạt được độ sai số theo tiêu chuẩn. Bài báo này trình bàyphương án thiết kế máy phát xung sét chỉ dùng một cấu hình mạch và mô hình toán học máyphát xung sét xây dựng trong môi trường Matlab có độ chính xác cao.ABSTRACT Researches in lightning current impulse circuit have used various schematics for diverseimpulses, which makes several problems for lightning current impulse generator fabrication ata suitable cost. In addition, errors of several lightning current impulse math models have notmet the standards. This article presents some solutions to the determination of parameters for asignificant lightning current impulse circuit and a lightning current impulse math model whichis in Matlab environment with high accuracy.I. GIỚI THIỆU Ảnh hưởng của dòng xung sét là rất quantrọng trong việc tính toán và lựa chọn thiết bịbảo vệ chống sét lan truyền và tính toán quáđiện áp trên lưới điện. Các nghiên cứu về máyphát dòng xung sét hiện nay sử dụng nhiềucấu hình khác nhau cho các xung sét riêngbiệt gây khó khăn trong việc chế tạo máy phátxung với giá thành thấp. Ngoài ra, một số mô Hình 2. Cấu hình mạch phát xung sét tổng quáthình vật lý máy phát xung sét được đề nghị códạng sóng chưa đạt yêu cầu về độ chính xáctheo các tiêu chuẩn hiện hành. Vì vậy, việcnghiên cứu và đề xuất mô hình máy phát xungsét tạo ra nhiều dạng xung dòng khác nhauvới độ chính xác cao nhằm giảm chi phí chếtạo máy phát xung là cần thiết. Bài báo này trình bày phương pháp xấp xỉgần đúng để tính toán nhanh các thông số cơbản của máy phát xung sét và phương phápđánh giá sai số để hiệu chỉnh sai số đầu sóngvà đuôi sóng theo yêu cầu của tiêu chuẩn. Hình 1. Xung dòng sét tiêu chuẩnNgoài ra mô hình toán học máy phát xungdòng 8/20µs và 4/10µs được xây dựng trongmôi trường Matlab có độ chính xác cao. Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật, số 14(2010) Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh 47II.CÁC DẠNG XUNG SÉT TIÊU CHUẨN Dạng xung dòng sét tiêu chuẩn được thể hiện như trong Hình 1. Sai số cho thời gian đầu sóngvà đuôi sóng được yêu cầu thấp hơn 10%. Bảng 1 trình bày các dạng xung dòng sét thông dụng với tds là thời gian đầu sóng và ts là thờigian đuôi sóng. Bảng 1. Các dạng sóng tiêu chuẩn Dạng Dạng tds(µs) ts(µs) tds(µs) ts(µs) sóng(µs) sóng(µs) 10/700 10±10% 700±10% 1/200 1±10% 200±10% 1.2/50 1.2±10% 50±10% 10/350 10±10% 350±10% 2/25 2±10% 25±10% 1/5 1±10% 5±10% 2/50 2±10% 50±10% 4/10 4±10% 10±10% 0.25/100 0.25±10% 100±10% 8/20 8±10% 20±10%III. MÔ HÌNH MẠCH PHÁT XUNG SÉT3.1. Cấu hình mạch phát xung sétBằng cách giải phương trình vi tích phân và biến đổi Laplace, tìm được: Nếu đặt p = t2/t1; Im = U/RA thì phương trình (1) được viết lại: Để dạng sóng xung sét thoả tiêu chuẩn, các thông số p và t2 phải được lựa chọn phù hợp. Khiđã xác định được p và t2, các giá trị của mạch R,L,C được tính theo công thức (3) và (4). 3.2 Phương pháp xác định thông số cho máy xung sét a. Phương pháp xấp xỉ gần đúng 48 Các Mô Hình Máy Phát Xung Sét Cải TiếnTừ phương trình (2), nhận thấy hàm số có tác dụng tạo ra đuôi sóng và hàm sốtạo ra đầu sóng.Các dạng đầu sóng, đuôi sóng khi áp dụng phương pháp xấp xỉ gần đúng được thể hiện trongHình 3. Trong thời ...