Nghiên cứu quá điện áp trong trang trại điện gió khi xảy ra sét đánh

Bài viết này trình bày kết quả nghiên cứu sự lan truyền quá điện áp trong một trang trại điện gió (WFWind Farm) khi sét đánh vào một trong những WT và khi xảy ra sét đánh từ đường dây trên không nối lưới vào WF.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu quá điện áp trong trang trại điện gió khi xảy ra sét đánh CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION SEVEN NGHIÊN CỨU QUÁ ĐIỆN ÁP TRONG TRANG TRẠI ĐIỆN GIÓ KHI XẢY RA SÉT ĐÁNH Phùng Văn Hào (1), Dương Ngọc An (2), Hoàng Thị Tiến (2), Khương Thị Trang (3) (1) Sinh viên lớp ĐH Điện 7- K12 – Khoa điện - ĐHCNHN (2) Sinh viên lớp ĐH Điện 3 – K13 – Khoa điện – ĐHCNHN (3) Sinh viên lớp ĐH Điện 1 – K12 – Khoa điện – ĐHCNHN Tác giả: phungvanhao20111997@gmail.com Giáo viên hướng dẫn: TS. Ninh Văn Nam TÓM TẮT Điện gió là một trong những nguồn năng do sét gây ra vẫn còn cao. Bài báo này trình lượng tái tạo ngày càng phát triển mạnh bày kết quả nghiên cứu sự lan truyền quá mẽ. Bên cạnh những ưu điểm thì điện gió điện áp trong một trang trại điện gió (WF- cũng nhiều nhược điểm, một trong những Wind Farm) khi sét đánh vào một trong yếu điểm lớn nhất là các Tua bin gió (WT- những WT và khi xảy ra sét đánh từ đường Wind Turbine) hay bị sét đánh hoặc sét dây trên không nối lưới vào WF. Kết quả mô đánh gây sự cố hư hỏng thiết bị làm gián phỏng được thực hiện bằng chương trình đoạn phát điện. Mặc dù, các WT đã có các quá độ điện từ EMTP/ATP và kết hợp phần biện pháp bảo vệ chống sét nhưng sự cố mềm MATLAB. Từ khóa: Tua bin gió, chống sét van, phần mềm EMTP 1.GIỚI THIỆU Theo nghiên cứu của ngân hàng thế giới [1] Theo [3,4] sự cố do sét gây ra thường xuyên chỉ ra rằng, Việt Nam (VN) là nước có tiềm xảy ra trong mạch điện áp thấp, điều khiển và năng gió lớn nhất trong 4 nước trong khu thông tin liên lạc chiếm hơn 50%. Sự cố này vực. Với hơn 39% tổng diện tích của VN được không chỉ do sét đánh trực tiếp vào WT đó ước tính có tốc độ gió trung bình hàng năm mà do sét đánh từ đường dây trên không nối lớn hơn 6 m/s ở độ cao 65m tương đương với lưới lan truyền vào trong WF. Hiện nay, trong tổng công suất 512 GW. VN nằm trong khu các WT luôn được trang bị các thiết bị chống vực có mật độ giông sét khá cao , mật độ sét [2] sét, trên cánh của WT lắp đặt các đầu kim thu từ 1.4-14.9 lần/km2/năm nên số lần sét đánh sét, còn phía sơ cấp và thứ cấp máy biến áp vào các WT rất lớn, theo số lần sét đánh vào [3] được lắp đặt các chống sét van (CSV) để hạn WT có thể tới 30 lần/năm. chế quá điện áp. 144 | DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION SEVEN Khi sét đánh vào WT (hoặc đường dây trên đường dây trên không nối với WF để đánh không nối lưới từ WF lên lưới) có thể xuất giá mức độ nguy hiểm của quá điện áp (QĐA) hiện QĐA sét nguy hiểm trong WF. Sét đánh do sét gây ra để làm cơ sở đề xuất và nghiên sẽ gây hỏng WT dẫn đến dừng vận hành máy cứu biện pháp giảm thiểu. Trong bài báo này, phát điện gây sự cố nghiêm trọng. Do đó, bài các thành phần của WT, máy biến áp (MBA) báo này sẽ trình bày kết quả nghiên cứu quá và CSV, hệ thống nối đất sử dụng mô hình đã điện áp khi sét đánh vào WT và sét đánh từ được đề xuất trong [3,4,5] để mô phỏng. 2. MÔ TẢ MÔ HÌNH 10mm, chôn sâu trong đất 0.8m. Tổng Mô phỏng cho một WF gồm hai WT giống trở sóng của cột là 122 Ω và cánh là 500 nhau mô tả trên hình 1. Công suất mỗi WT Ω xác định theo thực nghiệm được mô là 1 MW, cột WT cao 60m, cánh WT bán tả trong [4]. kính 3m, WF nối với hệ thống lưới điện bằng đường dây trên không dài 15km. Mỗi WT sử dụng một hệ thống nối đất được thay bởi điện trở một chiều có trị số 10 Ω và hệ thống nối đất của 2 WT được nối với nhau bởi thanh dẫn có bán kính Hình 1. Một WF gồm 2 WT 3. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THẢO LUẬN WT sẽ ảnh hưởng rất lớn tới trị số QĐA các 3.1 Trường hợp sét đánh vào một WT pha. Kết quả mô phỏng QĐA pha A phía sơ Giả thiết sét đánh vào cánh WT1, kết quả sấp MBA1 khi sét đánh WT1 với các trị số mô phỏng sóng điện áp của một pha (pha Rtđ trên hình 3. Từ kết quả cho thấy để hạn A) phía sơ cấp của MBA1 khi sét đánh vào chế QĐA thì thực hiện nối đất sao cho Rtđ WT1 với dòng điện sét 51 kA (1.2/50µs) của các WT có trị số nhỏ nhất có thể. trình bày trên hình 2. Kết quả mô phỏng cho thấy phía sơ cấp của MBA 1 có điện áp rất lớn gần 35 kV gấp 4 lần mức BIL (cấp 0,6 kV điện áp xung BILlớn nhất =8 kV), nếu không có biện pháp hạn chế sẽ gây hư hỏng cho các thiết bị. Ảnh hưởng của trị số điện trở tiếp địa từng Hình 2. Điện áp pha A phía sơ cấp MBA1 DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO | 145 CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION SEVEN Kết qủa mô phỏng cho thấy khi sét đánh vào đỉnh cột hoặc DCS và vào dây pha của đường dây trên không điện áp trên dây pha phía sơ cấp của MBA1 và MBA2 không đáng kể, còn phía thứ cấp có trị số cao, do vậy để giảm QĐA có thể sử dụng biện pháp đặt CSV phía thứ cấp và Hình 3. Trị số điện áp pha A phía sơ cấp sơ cấp của MBA3. MBA1 theo Rtđ 4. KẾT LUẬN Khi sét đánh vào một WT hiện tượng QĐA ...