Quá điện áp do sét trong lưới điện phân phối

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.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
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 v ...