i H c Qu c Gia Tp. H Chí Minh
TR
NG
I H C BÁCH KHOA

NGUY N NG C TH

NGHIÊN C U I N ÁP QUÁ
PH C H I (TRV)
TRONG MÁY C T I N 500kV

Chuyên ngành: THI T B M NG VÀ NHÀ MÁY I N

LU N V N TH C S

TP. H CHÍ MINH, tháng 06 n m 2008


Tr

ng

i H c Bách Khoa

Trang 1

Lu n v n Th c s

TĨM T T LU N V N
V i tình hình kinh t –xã h i đang trên đà phát tri n nh hi n nay, ngành đi n
s ngày càng đóng m t vai trị r t l n. Nó có nh h

ng quy t đ nh đ n s

t n t i, m r ng các lo i hình cơng nghi p, kinh t , d ch v ... Do v y, h
th ng đi n Vi t Nam ph i ngày càng phát tri n đ đ m nh n t t vai trị c a
mình.
Trong q trình v n hành h th ng đi n có th xu t hi n nh ng tình tr ng s
c và ch đ làm vi c khơng bình th

ng c a thi t b . Tình tr ng s c x y ra

có th d n đ n h h ng thi t b đi n, m t đi n gây t n th t cho n n kinh t
nói chung và ngành đi n nói riêng.
iv il

i đi n 500kV thì vi c v n hành n đ nh và an toàn là c c k quan

tr ng, nó khơng nh ng có tác đ ng r t l n đ i v i n n kinh t mà còn nh
h

ng đ n đ i s ng xã h i và an ninh qu c gia. Vì v y các thi t b trên l

i

đi n 500kV có m t v trí c c k quan tr ng. Trong đó máy c t là m t trong
nh n thi t b quan tr ng c a h th ng.
Vi c xác đ nh, l a ch n đúng thơng s c a máy c t đi n có ý ngh a c c k
quan tr ng trong vi c v n hành h th ng.
Nghiên c u thông s


đi n áp quá đ ph c h i TRV (Transient Recovery

Voltage) là m t thông s c c k quan tr ng đ i v i các máy c t đi n 500kV,
đ c bi t là các đ

ng dây dài.

Hi n nay, do nhu c u v n ng l
l

ng đi n ngày càng t ng, nên vi c v n hành

i đi n c c k c ng th ng. N u vi c xác đ nh khơng đúng thơng s TRV có

th d n t i h h ng máy c t khi c t các s c . Vi c tính tốn thơng s TRV,
giúp gi i ta ch n đúng thông s cho máy c t và gi m chi phí đáng k . Lu n
án s d ng ph n m m EMTP đ th c hi n vi c tính tốn, nghiên c u TRV
cho m t máy c t c th trên h th ng đi n 500kV c a Vi t Nam. T đó đ a
ra các nh n xét và l a ch n thông s TRV cho máy c t đ ng th i nêu ra

HD: TS. H V n Nh t Ch

ng

H c viên : Nguy n Ng c Th


Tr

ng


i H c Bách Khoa

ph

Trang 2

ng pháp đ gi m TRV c ng nh ph

Lu n v n Th c s

ng th c đ qu n lý v n hành máy

c t đó.

HD: TS. H V n Nh t Ch

ng

H c viên : Nguy n Ng c Th


Tr

ng

i H c Bách Khoa

Trang 3


Lu n v n Th c s

M CL C

Ch

ng 1:

T NG QUÁT V M T C T I N …………………………………….4

1.1

T NG QUÁT V MÁY C T I N............................................................................................ 4

1.2

C U T O MÁY C T I N 500kV ............................................................................................ 5

1.3

CÁC THƠNG S

1.4

Q TRÌNH ĨNG-C T............................................................................................................ 7

Ch

ng 2:


C

B N C A MÁY C T I N 500kV ...................................................... 6

I N ÁP QUÁ

PH C H I (TRV)…………………………………13

2.1

T NG QT ............................................................................................................................... 13

2.2

TÍNH TỐN CÁC I N ÁP PH C H I QUÁ
CHO CÁC S C TRÊN
NG
DÂY NG N D A TRÊN CÁC
C TÍNH NH M C........................................................ 18

2.3

HÀM M C A TRV ................................................................................................................... 20

2.4

CÁC PH
NG PHÁP XÁC NH CÁC SÓNG C A I N ÁP PH C H I QUÁ
GI
NH............................................................................................................................................. 22


Ch ng 3: MÔ T H TH NG VÀ MƠ HÌNH HĨA H TH NG B NG PH N
M M EMTP ……………………………………………………………………………..37
NG TRÌNH MƠ PH NG H TH NG I N EMTP.................................................. 37

3.1

CH

3.2

S LI U C

3.3

MƠ HÌNH EMTP ........................................................................................................................ 42

Ch

ng 4:

S

PH C V TÍNH TỐN: .............................................................................. 38

TÍNH TỐN I N ÁP QUÁ

PH C H I (TRV)………………....51

I B NG EMTP: ........................................................................ 51


4.1

TÍNH TỐN TRV C A L

4.2

PH

4.3

K T QU TÍNH TỐN TRV KHI C T NG N M CH........................................................ 55

4.4

TÍNH TỐN GIÁ TR TRV KHI ĨNG M

4.5

BI N PHÁP GI M TRV ............................................................................................................ 67

4.6

NH N XÉT. ................................................................................................................................. 69

Ch

ng 5:

NG PHÁP LU N: ............................................................................................................ 53


NG

C PHA (OUT-OF-PHASE)............... 65

K T LU N……………………………………………………………….70

TÀI LI U THAM KH O
PH L C

HD: TS. H V n Nh t Ch

ng

H c viên : Nguy n Ng c Th


Tr

ng

i H c Bách Khoa

Ch
1.1

Trang 4

ng 1: T NG QUÁT V


Lu n v n Th c s

M TC T I N

T NG QUÁT V MÁY C T I N
Máy c t là m t thi t b quan trong trong l

i đi n dùng đ đóng c t đi n v i

dòng đi n l n. Yêu c u chung đ i v i máy c t là ph i c t nhanh, khi đóng c t
khơng gây n ho c cháy. Trong máy c t đi n cao áp v n đ d p h quang và
c t dòng ng n m ch r t quan tr ng. Chính vì v y ng

i ta th

ng c n c vào

ph

ng pháp d p h quang đ phân lo i máy c t.

•

Máy c t nhi u d u: D u là ch t cách đi n, đ ng th i sinh khí đ d p t t
h quang.

•

Máy c t ít d u: L


ng d u ít ch đ đ sinh khí d p t t h quang, cịn

cách đi n là ch t r n.
•

Máy c t khơng khí: Dùng khí nén đ d p t t h quang.

•

Máy c t t sinh khí: V t li u dùng cách đi n có kh n ng t sinh khí
d

i tác d ng nhi t đ cao c a h quang. Khí t sinh ra áp su t cao có

kh n ng d p t t h quang.
•

Máy c t chân không: H quang đ

c d p t t trong mơi tr

ng chân

khơng.
•

Máy c t SF6: Khí SF6 có tính cách đi n và kh n ng d p h quang r t
t t.

Ngày nay máy c t đi n cao áp ch y u là lo i SF6 vì nh ng tính n ng v

tr i c a nó nh :

d n nhi t

t

nhi t đ cao (3.000 đ n 10.000K) nh ng

nhi t đ gia t ng trong h quang thì th p h n nhi u. Vì th đ gi m nhi t đ
h

ng tâm nhanh h n, bán kính h quang nh h n d n đ n h ng s th i gian

phóng h quang nh h n r t nhi u.

i v i khí SF6 h ng s này ch b ng

1/100 so v i máy c t khơng khí nit . Vì th đ b n đi n môi ph c h i nhanh
h n sau khi dòng đi n ng ng. M t khác, d

HD: TS. H V n Nh t Ch

ng

i 30000K đ d n nhi t c a khí

H c viên : Nguy n Ng c Th


Tr


ng

i H c Bách Khoa

SF6 v
1.2

Trang 5

Lu n v n Th c s

t xa nit , nên d dàng phát nhi t.

C U T O MÁY C T I N 500kV

Hình 1.1: Máy c t đi n 500kV
A: S đ
B: Bu ng c t
C: T đi n
D: Vòng k t n i
E: i n tr đóng (có th có ho c không tùy thu c vào l
F: B ph n truy n đ ng
G: T đi u khi n
H: Giá đ
I: Ong d n cáp
L: Khóa l c

i đi n).


Trong đó b ph n đóng bu ng c t là thành ph n quan tr ng nh t, nó quy t
đ nh đ n đ tin c y và giá thành c a máy c t. S l

ng bu ng c t t ng theo

đi n áp và kh n ng c t.

HD: TS. H V n Nh t Ch

ng

H c viên : Nguy n Ng c Th


Tr

ng

i H c Bách Khoa

Trang 6

Lu n v n Th c s

Hình 1.2: C u t o c a máy c t đi n 500kV
1.3

CÁC THÔNG S

C


B N C A MÁY C T I N 500kV

C ng nh các lo i máy c t thông th

ng khác, máy c t đi n 500kV bao g m

nh ng thơng s chính nh sau:
•

i n áp đ nh m c:

•

Dịng đi n đ nh m c:

đ n 4000A

•

Dịng c t ch u ng n m ch:

đ n 63kA

•

Th i gian ch u đ ng dịng ng n m ch:

1 - 3s


•

T ns :

50 ho c 60Hz

HD: TS. H V n Nh t Ch

ng

500kV

H c viên : Nguy n Ng c Th


Tr

ng

i H c Bách Khoa

Trang 7

Lu n v n Th c s

ã

Th i gian c t:

2ữ2.5 chu k (50Hz)ho c 2chu k (60Hz)


•

Th i gian đóng:

<3.5 chu k (50Hz) ho c 4.5chu k (60Hz)

•

i n áp quá đ ph c h i:

? pu

•

T c đ gia t ng đi n quá đ ph c h i:

•

First-pole-to-clear factor (1.5 n u h th ng n i đ t tr c ti p, 1.3 n u h

? kV/µs

th ng khơng n i đ t).
•
•
•
•
•
1.4


Dịng ch u đ ng ng n m ch đ i x ng:
i n áp xung sét:

100kAp
1,550kVp

Xung đóng c t:

1,175 kVp

i n tr đóng (n u có):
Chi u dài dịng rị:

mm/kV

Q TRÌNH ĨNG-C T

1.4.1 Q trình đóng:
S gi i phóng n ng l

ng tích tr trong bình Nit tác đ ng t i các ph n t

chuy n đ ng .
a.

B t đ u c a quá trình đ a đi n tr vào m ch:
u ti p đi m đ ng 13.41 ti n vào ti p xúc v i đ u ti p đi m 17.31 c a thi t
b đi n tr 17.30. i n tr đã đ


c đ a vào m ch. Ti p đi m h quang 13.30

và ti p đi m chính 13.20 ch a đóng. Dịng đi n ch y qua b đ ti p đi m
đ ng 13.10, ti p đi m tr

t 13.60 ; Xi lanh 13.40 ;

u c a ti p đi m đ ng

13.40 ( Ti p đi m đi n tr ) và đ u c a thi t b đi n tr 17.31; thanh 17.32;
C m đi n tr 17.10; N p đ y 17.20;

HD: TS. H V n Nh t Ch

ng

u n i cao áp 14.00.

H c viên : Nguy n Ng c Th


Tr

b.

ng

i H c Bách Khoa

Trang 8


Lu n v n Th c s

Hình 1.3: Q trình đóng
Cu i c a q trình đ a đi n tr vào m ch:
Quá trình đóng ti p t c, ti p đi m h quang 13.30 ti n vào ti p xúc v i ti p
đi m h quang t nh 12.10 và n i ng n m ch đi n tr .
Dòng đi n ch y qua giá đ ti p đi m đ ng 13.10, ti p đi m tr
lanh 13.40, ti p đi m h quang t nh 12.10,

HD: TS. H V n Nh t Ch

ng

t 13.60, Xi

u n i cao áp 14.00.

H c viên : Nguy n Ng c Th


Tr

ng

i H c Bách Khoa

Trang 9

Lu n v n Th c s


Hình 1.4: Q trình đóng
c.

óng ti p đi m chính:
Q trình đóng ti p t c, ti p đi m chính 13.20 ti n vào ti p xúc v i ti p đi m
t nh 12.20.
Q trìng này, lị xo 17.33 b nén và Pistông 17.35 di chuy n lên đ nh bu ng
này , th i khí SF6.
Dịng đi n ch y qua giá đ ti p đi m đ ng 13.10, ti p đi p tr

t 13.60, Xi

lanh 13.40, ti p đi m h quang 13.30, ti p đi m h quang t nh 12.10, ti p
đi m chính 13.20, Ti p đi m t nh chính 12.20,

HD: TS. H V n Nh t Ch

ng

u n i cao áp 14.00. Máy

H c viên : Nguy n Ng c Th


Tr

ng

i H c Bách Khoa


Trang 10

Lu n v n Th c s

c t sau đó s hi n th “V trí đóng ”

Hình 1.5: Q trình đóng
1.4.2 Q trình c t:
Áp l c d u t bình tích tr n ng l

ng 42.00 tác đ ng lên b m t (F) c a

Pistông , thanh truy n c a máy đ y chuy n đ ng xu ng d
đ

c truy n b i thanh 21.00 t i ti p đi m đông c a bu ng c t 13.00 và nó s

tách ra kh i ti p đi m t nh. Máy c t đang
a.

i . Chuy n đ ng

“v trí đóng” s ng t nh sau:

Tách ti p đi m chính và b t đ u nén khí SF6:
S tr v c a ti p đi m đi n tr b tr b i lu ng SF6, lu ng khí này b gi i
h n b i khe h gi a Pistơng 17.35 và xi lanh c a nó. Thi t b đi n tr này

HD: TS. H V n Nh t Ch


ng

H c viên : Nguy n Ng c Th


Tr

ng

i H c Bách Khoa

đ

Trang 11

Lu n v n Th c s

c ph c h i t i v trí ban đ u c a nó ch sau khi máy c t đ

c ng t hồn

tồn.
Ti p đi m chính 13.20 tách ra kh i ti p đi m t nh 12.00. Dòng đi n ch y qua
đ u n i cao áp 14.00 , ti p đi m h quang t nh 12.10, Ti p đi m đ ng h
quang 13.30, Xi lanh 13.40, Ti p đi m tr
13.10.

t 13.60 và tr đ ti p đi m đ ng


ng th i, chuy n đ ng c a xi lanh 13.40 s làm cho khí SF6 b nén

t t bên trong xi lanh và ti p đi m h quang 12.10 c n tr vi c m vịi
13.70

Hình 1.6: Q trình c t
b.

Tách ti p đi m h quang, khí SF6 nén và d p t t h quang.
Khi ti p đi m h quang 13.30 tách kh i ti p đi m t nh h quang 12.10, h
quang phát ra gi a hai ph n này. Ti p đi m 12.10 n m trong mi ng c a vòi

HD: TS. H V n Nh t Ch

ng

H c viên : Nguy n Ng c Th


Tr

ng

i H c Bách Khoa

Trang 12

13.70, khí gas SF6 đ

Lu n v n Th c s


c nén s d p t t h quang xung quanh vịi 13.70.

Khí gas nén c ng th i qua ph n cu i c a ng 13.50, H quang b kéo dài ra
và b d p t t d dàng.
Tai cu i c a hành trình, s chuy n đ ng c a ti p đi mb hãm b i b gi m
ch n

bên trong máy đ y.

Sau quá trình ng t, ti p đi m đi n tr b tác đ ng b i lị xo 17.33 đ tr v v
trí khơng ho t đ ng (V trí tr

c khi đóng) ( Hình 1.7b). Máy c t

“v trí

c t” (Hình 1.7c).

(a)

HD: TS. H V n Nh t Ch

ng

(b)
Hình 1.7: Quá trình c t

(c)


H c viên : Nguy n Ng c Th


Tr

ng

Ch
2.1

i H c Bách Khoa

Trang 13

I N ÁP QUÁ

ng 2:

Lu n v n Th c s

PH C H I (TRV)

T NG QUÁT
M i khi máy c t m , trên hai các ti p đi m c a máy c t xu t hi n đi n áp
ph c h i (TRV).
i n áp này xem xét trong hai kho ng th i gian r t ng n: th nh t là kho ng
th i gian t n t i đi n áp quá đ , th 2 là kho ng th i gian sau khi dòng đi n
t t ch cịn đi n áp gi a 2 c c.

Hình 2.1: Hình d ng đi n áp quá đ ph c h i

Trong quá trình ng t, h quang c a máy c t xu t hi n và dòng đi n ti n t i
giá tr zero. Trong kho ng th i gian r t ng n sau khi dịng đi n v giá tr
khơng (dịng đi n khơng cịn ch y trong m ch). Khi đó s xu t hi n đi n áp
gi a 2 ti p đi m máy c t (phía t i và phía ngu n) đ ch ng l i s t t d n c a
dòng đi n.

i n áp này g i là đi n áp quá đ ph c h i (TRV).

i n áp quá

đ ph c h i là hi u đi n th gi a hai c c máy c t khi m ra.
Quá trình c t thành công c a máy c t là khi máy c t ch u đ ng đ

c đi n áp

quá đ ph c h i.

HD: TS. H V n Nh t Ch

ng

H c viên : Nguy n Ng c Th


Tr

ng

i H c Bách Khoa


Trang 14

Lu n v n Th c s

TRV ph thu c vào đi n tr su t, đi n dung, đi n kháng, ph t i … thêm vào
đó c u hình l

i (các ph n t trên l

i) c ng s làm thay đ i d ng sóng c a

TRV.
V c b n đi n áp ch ng l i s gi m đ t ng t dòng đi n gi a 2 ti p đi m
trong máy c t có th đ

c phân tích riêng bi t và k t qu TRV là hi u đi n

th gi a 2 ti p đi m đó.

i n áp kích thích s là đi n áp t c th i ngang qua

các ph n t c a m ch ngay khi dòng đi n t t. N u nh khơng có bi n pháp
gi m thì đi n áp đ nh cao nh t có th l n h n hai l n đi n áp danh đ nh. T l
đi n áp h th ng qua m i ti p đi m chuy n m ch đ
kháng c a nó

c xác đ nh b i tr

t n s đi n l c.


Khi c t s c thì đi n áp

đ u ti p đi m l c c đ i khi dòng đi n b ng khơng.

Hình 2.2: Dịng đi n và d ng sóng TRV khi c t m ch đi n c m
T n s TRV là

1
2π LC

Trong đó:
L: i n c m ng n m ch
C: i n dung
Khi m ch thu n tr b c t ra, đi n áp b ng khơng khi đó đi n áp ph c h i

HD: TS. H V n Nh t Ch

ng

H c viên : Nguy n Ng c Th


Tr

ng

i H c Bách Khoa

Trang 15


Lu n v n Th c s

khơng có thành ph n q đ .

Hình 2.3: Dịng đi n và d ng sóng TRV khi c t m ch thu n tr
M ch đi n dung s có đi n áp đ nh ch y qua các ph n t ngay khi dòng đi n
b ng t, đi u này làm xu t hi n thành ph n m t chi u DC trên TRV. Trong
tr

ng h p đ n gi n nh t, TRV s là đ

ng sin và dao đ ng trong kho ng 0

÷ 2 pu.
Trong m ch đi n c m , đi n áp t i th i đi m dòng đi n b ng t s ti n g n
đ n đ nh. M t m ch đi n c m thu n, TRV là hàm b c thang 1 pu và dao
đ ng theo hàm sin t n s công nghi p. Hi n t
nhanh và ch đ

c c t b i máy c t lý t

ng này có t c đ gia t ng c c

ng.

Trong th c t thì ln có đi n dung trong b c m ng, do đó trong tr

ng

h p x u nh t làm t ng s dao đ ng c a TRV.

Do v y, t n s c a dao đ ng c a TRV s đ

c xác đ nh b i hai thông s L và

C. TRV đ nh s x u nh t có khi l n h n 2 l n đi n áp danh đ nh. Trong m t
s tr

ng h p thì cu n c m s cho d ng sóng là 1 − e −αt .

Hình 2.4 mơ ph ng đi n áp ph c h i trong các m ch thu n tr , đi n c m, và
đi n dung.

HD: TS. H V n Nh t Ch

ng

H c viên : Nguy n Ng c Th


Tr

ng

i H c Bách Khoa

Trang 16

T ng h p các đ

Lu n v n Th c s


ng cong đi n áp trên là đi n áp quá đ ph c h i c a máy

c t.

Hình 2.4: TRV và đi n áp ph c h i trong các m ch thu n tr , đi n c m, và
đi n dung.
Hai thông s quan tr ng nh t trong nghiên c u TRV là biên đ c c đ i và t c
đ gia t ng đi n áp.
Biên đ c c đ i mà thành ph n quá đi n áp này đ t đ
tr đi n áp v n hành bình th

c ph thu c vào giá

ng c a h th ng.

T c đ gia t ng quá đi n áp ph c h i trong su t quá trình dao đ ng ph
thu c vào t n s dao đ ng.
M t máy c t t t là lo i máy c t có t c đ ph c h i cách đi n đáp ng đ

c

hai thông s trên.
Giá tr TRV s quy t đ nh đ n vi c ch t o 1, 2 hay là 4 bu ng d p h quang
c a máy c t.
l n c a TRV c ng nh t c đ gia t ng có ý ngh a quy t đ nh trong vi c
l a ch n máy c t m t cách an toàn và kinh t .
đi n áp d

HD: TS. H V n Nh t Ch


i 220kV, ho c đ i v i đ

ng

i v i các đ

ng dây c p

ng dây siêu cao áp 500 kV có chi u dài

H c viên : Nguy n Ng c Th


Tr

ng

i H c Bách Khoa

Trang 17

Lu n v n Th c s

nh h n 30 km và khơng có t bù d c, v n đ TRV th

ng không đ

cđ t


ra. Tuy nhiên đ i v i các đu ng dây siêu cao áp 500 kV có chi u dài t 30
km tr lên và đ c bi t là các đ
r t cao, ví d đ i v i đ

ng dây có t bù d c, TRV th

ng đ t m c

ng dây 500 kV B c - Nam, TRV có th đ t m c 3,5

pu (1 pu=449 kV) trong m t s tr

ng h p c t đ

ng dây 500 kV không t i

và m c ph bi n đ n 3,1 pu trong các ch đ c t s c .
Vi c tính tốn giá tr TRV vì v y đóng vai trị quan tr ng trong giai đo n
thi t k . L a ch n giá tr TRV h p lý v a đ m b o an toàn cho thi t b v a
ti t ki m đ

c chi phí đ u t các thi t b đóng c t 500 kV.

Tùy theo giá tr TRV mà giá thành c a máy c t c ng khác nhau rõ r t, vì
thơng s TRV khác nhau s đòi h i máy c t đi n ph i có c u t o khác nhau.
Ví d n u giá thành
TRV

m c 3 có th g p đôi giá thành


m c 2, v i giá tr

m c 3 thì địi h i máy c t ph i có 4 bu ng d p h quang, có ngh a là

g n nh là 2 máy c t ghép l i.
Vì v y đ m t máy c t v n hành kinh t và tin c y thì c n ph i tính tốn l a
ch n giá tr TRV phù h p.

Hình 2.5: So sánh thông s TRV c a máy c t và c a h th ng

HD: TS. H V n Nh t Ch

ng

H c viên : Nguy n Ng c Th


Tr

2.2

ng

i H c Bách Khoa

Trang 18

Lu n v n Th c s

TÍNH TỐN CÁC I N ÁP PH C H I QUÁ

CHO CÁC S
TRÊN
NG DÂY NG N D A TRÊN CÁC
C TÍNH
M C

2.2.1 M đ u:
V các đ c tính đ nh m c và các th nghi m khi có s c trên đ
ng
l

i ta đã quy t đ nh ch xem xét tr
i có trung tính n i đ t vì tr

đ th a mãn các tr
s c al

C
NH

ng dây,

ng h p s c m t pha ch m đ t trên

ng h p này ng v i m c nghiêm ng t đ y đ

ng h p khác, tr các tr

ng h p đ c bi t khi các thơng


i có th là nghiêm ng t h n các giá tr tiêu chu n.

M ch đi n m t pha đ n gi n hóa có th đ

c bi u di n nh

hình 2.6.

Trong th i gian ng n m ch đi n áp b ng:
UG = Ur/ 3
đây: Ur là đi n áp đ nh m c c a máy c t đi n.

Hình 2.6: M ch đi n đ n gi n mô ph ng và d ng sóng c a đi n áp
i n áp này sinh ra dòng đi n IL trong m t m ch g m đi n kháng XS và XL
n i n i ti p nhau. Giá tr hi u d ng c a đi n dung phía ngu n là:
US = IL. XS
và d c theo đ

ng dây:
UL = IL .XL

T i th i đi m h quang t t trong trong máy c t đi n, giá tr t c th i c a đi n
áp pha-đ t trên các đ u c c c a máy c t đi n phía đ

HD: TS. H V n Nh t Ch

ng

ng dây b ng đi n áp


H c viên : Nguy n Ng c Th


Tr

ng

i H c Bách Khoa

Trang 19

Lu n v n Th c s

ban đ u :
uo = UL . 2
i n áp ban đ u này tr v zêro qua m t ch đ quá đ g m các sóng di
d ng truy n đi d c theo đ
l i các đ u đ

ng dây t máy c t đi n đ n n i s c và ph n x

ng dây, t o nên m t đi n áp quá đ phía đ

ng dây có d ng

m t sóng (r ng c a) t t d n.
Giá tr c a đi n áp pha-đ t trên các đ u c c phía ngu n c a máy c t đi n
th i đi m c t. Giá tr này t ng đ n giá tr đ nh uT tùy thu c

c ng b ng uo


vào các đ c tính c a đi n áp quá đ ph c h i c a m ch phía ngu n. Giá tr
đ nh uT c a đi n áp
k t thúc hi n t

t n s công nghi p gi a pha và đ t phía ngu n (sau khi

ng quá đ ) tr nên:

UT = UG 2 = Ur

2
3

UT: i n áp đ nh c a TRV
i n áp ph c h i quá đ t ng quy đ nh cho các s c trên đ
hi n

các đ u c c máy c t là hi u s gi a đi n áp quá đ phía ngu n và đi n

áp quá đ phía đ
2.2.2

ng dây.

i n áp quá đ phía đ ng dây
Bi n thiên uL* c a đi n áp quá đ uL c a đ
đ tđ

ng dây xu t


ng dây so v i giá tr ban đ u uo

c b ng cách nhân giá tr uo v i h s đ nh thích h p k:
uL* = k.uo = k.IL.di/dt

Th i gian tL tính đ n đ nh đ u tiên c a đi n áp uL* đ t đ
duL/dt c a đi n áp quá đ uL c a đ

c t t c đ t ng

ng dây khi c t dòng đi n i = IL

2 sin

(2π ft) khi dòng đi n đi qua zêro b i:
tL = uL* / sIL
đây:

- sIL = duL / dt = - Zdi/dt

s = h s c a gia t ng c a đi n áp quá đ
Z = t ng tr sóng c a đ ng dây
f = t n s đ nh m c

HD: TS. H V n Nh t Ch

ng

H c viên : Nguy n Ng c Th



Tr

ng

i H c Bách Khoa

Trang 20

Lu n v n Th c s

i n áp ti n g n đ n zêro b ng m t sóng t t d n mà d ng chính xác c a nó
ph thu c vào các đ c tính c a đ

ng dây th c.

Ghi chú: Chi u dài x p x c a đ

ng dây, ng v i m t s c trên đ

đã cho có th tính đ

ng dây

c b ng cơng th c:

ct L
L= 2
đây: c là t c đ c a sóng lan truy n gi thi t b ng:

c = 0,3 km /μs
2.2.3

i n áp quá đ phía ngu n
Giá tr đ nh um c a đi n áp quá đ phía ngu n c ng là giá tr c a đi n áp
ph c h i quá đ t ng h p, t

ng ng v i s c trên đ

ng dây ng n.

Khi v n hành m c t ng ban đ u c a, đi n áp quá đ phía ngu n t
v im tđ

ng cong gi i h n b i đo n th ng xác đ nh tr th i gian. Ph n l n

nh t c a đi n áp ph c h i quá đ t ng h p, khi có s c trên đ
có th quan sát đ
dây, đ t đ
ngu n
áp t

ng ng

c

ng dây ng n

c cho đ n đ nh đ u uL* c a đi n áp quá đ phía đ


ng

th i đi m tL. Khi tính tốn s đóng góp uS* c a đi n áp phía

th i đi m tL, n u khơng tính đ u n cong, và n u gi thi t r ng đi n
ng ng v i đo n th ng tr th i gian td và song song v i đ

ng v ch

chu n thì s có m t sai s khơng đáng k .
T c đ gia t ng đi n áp:
U − u0 ⎛ du ⎞
I
⎛ du ⎞
= m
=⎜ ⎟ x L
⎜ ⎟
t1
⎝ dt ⎠TF I SC
⎝ dt ⎠ SLF

SLF: short-line faut : S c đ
t1 : th i gian đ t đ
2.3

ng dây ng n

c đ nh đ u tiên

HÀM M C A TRV

M t hàm m thông th

ng c a TRV đ

c bi u di n nh hình v d

M t ph n hàm m c a TRV xu t hi n khi đi n kháng t
đ

ng dây n i song song ( zeq = α

HD: TS. H V n Nh t Ch

ng

ng đ

i đây.
ng c a n

Z1
, trong đó Z1 là đi n kháng th t thu n,
n

H c viên : Nguy n Ng c Th


Tr

ng


i H c Bách Khoa

Trang 21

Lu n v n Th c s

là h s n i đ t, =1.5 v i h th ng n i đ t tr c ti p) bé h n 0.5 Leq / Ceq
(Leq là đi n c m t

ng đ

ng c a ngu n, Ceq là đi n dung tr

ng đ

ng c a

ngu n).

Hình 2.6:

c tính hàm m c a TRV

Hình 11: S c - m ch 1 pha

Hình 2.7: S c - m ch 3 pha

HD: TS. H V n Nh t Ch


ng

H c viên : Nguy n Ng c Th


Tr

ng

i H c Bách Khoa

Trang 22

Hàm m c a TRV đ

Lu n v n Th c s

c xác đ nh b i công th c:

Vcb = Vo(1 − e − t /τ )

Và xu t hi n c ng nh song lan truy n trên m i đ
các đ ng dây m c ng tác đ ng đ n TRV

ng dây. Sóng ph n x t

T c đ gia t ng c a đi n áp quá đ ph c h i (RRRV) đ
th c:
αZ di
RRRV = 1 x

n dt

2.4

CÁC PH
NG PHÁP XÁC
H I QUÁ
GI
NH

c xác đ nh b i cơng

NH CÁC SĨNG C A

I N ÁP PH C

2.4.1 M đ u
Các d ng sóng c a đi n áp ph c h i quá đ (TRV) liên ti p nhau do vi c c t
dòng ng n m ch gây nên ph thu c vào hai y u t chính, đó là: Các d ng
sóng ph thu c vào đ c tính c a m ch (đi n c m, đi n dung, đi n tr , t ng
tr sóng v.v...), và các d ng sóng do các đ c tính c a máy c t đi n mang l i
nh (đi n áp h quang, đi n d n sau h quang, đi n dung và đi n tr đóng
c t v.v...).
Có các ph

ng pháp đ

c khuy n khích nên dùng đ xác đ nh d ng sóng c a

TRV ch do các đ c tính c a m ch gây nên và t o nên ″TRV gi đ nh″

Vì r ng m i thi t b đo l

ng có m t nh h

ng đ n sóng TRV gi đ nh, nên

c n có các phịng ng a thích h p và n u c n, ph i hi u ch nh.
Có các ph

ng pháp đ

c dùng đ đánh giá TRV gi đ nh cho các m ch c a

các tr m th nghi m c ng nh cho các l
khuy n ngh đ u đ
TRV hi n nay đ

i đi n; các ph

ng pháp đ

c

c đánh s và mơ t ng n g n, có xét đ n các đ c tính
c quy đ nh cho các giá tr đ nh m c và cho các th

nghi m.
Kinh nghi m c a các tr m th nghi m và c a các l

i cho bi t r ng, sau khi


c t m t dòng ng n m ch, khơng nh ng ch có m t dao đ ng có m t ho c
nhi u t n s x p ch ng lên sóng đi n áp

HD: TS. H V n Nh t Ch

ng

t n s công nghi p, mà cịn có các

H c viên : Nguy n Ng c Th


Tr

ng

i H c Bách Khoa

Trang 23

Lu n v n Th c s

thành ph n có tính hàm m , có biên đ và th i gian l n. Các thành ph n này
có h ng s th i gian, ph thu c vào các đ c tính c a các ph n t c a m ch,
ví d nh máy phát đi n, MBA, đ

y làm cho giá tr đ nh c a TRV và t c đ t ng c a nó th p h n các

hàm m

đ il

ng dây v.v.... Các thành ph n có tính

ng đó, n u nh ch có các thành ph n dao đ ng đ

c x p ch ng lên

đi n áp t n s công nghi p.
Các phép đo đã cho th y là đi n c m c a các ph n t khác nhau c a m ch
bi n thiên theo t n s , do hi u ng màn ch n c a các dịng đi n Fucơ

trong

dây d n, c a đ t và c a các m ch t cùng v i các y u t khác, có khuynh
h

ng làm gi m các đi n áp t c th i, đi u này đ a đ n m t h ng s th i gian

bi n thiên t hàng tr m μs cho các máy phát đi n, đ n hàng ch c μs cho các
MBA, mà các giá tr chính xác ph thu c vào thi t k c a thi t b nói riêng,
và vào t n s c a các thành ph n c a TRV. Trong m t vài tr

ng h p có th

đ a đ n vi c làm gi m giá tr đ nh c a TRV đ n 25 %.
Do đó, vi c xét đ n các y u t đó là r t quan tr ng trong vi c đánh giá TRV
gi đ nh c a m t tr m th nghi m, ho c c a m t l
d n đ u n i có liên quan đ n các ph
Dù ph


ng pháp đ

đ nh đo đ

c

ng pháp đ

i, và trong vi c h

ng

c khuy n ngh .

c s d ng là nh th nào, các giá tr th c c a TRV gi

tr m th nghi m c ng ph i phù h p v i các giá tr đ

c quy

đ nh trong tiêu chu n này.
Khi th i gian t2 (th i gian c n thi t đ đ t t i giá tr đ nh) c a đ nh TRV v
1200 μs ch ng h n, ngoài các nh h

ng đã đ

c nêu lên tr

t c th i c a đi n áp t n s công nghi p, trong m i tr

50 Hz. Do đó, ta ph i xét đ n nh h

h n6%
các ph

t

c đây, giá tr

ng h p gi m xu ng

ng b sung này khi dùng

ng pháp xác đ nh TRV gi đ nh mà gây ra đi n áp ph c h i t n s

công nghi p, ho c khi ti n hành tính tốn có s d ng các h ng s c a m ch
đi n.
Giá tr t c th i c a thành ph n t n s công nghi p x y ra ngay sau khi dòng

HD: TS. H V n Nh t Ch

ng

H c viên : Nguy n Ng c Th


Tr

ng


i H c Bách Khoa

Trang 24

Lu n v n Th c s

đi n đi qua zero còn ph thu c vào h s công su t khi ng n m ch, và vào t
l c a thành ph n m t chi u c a n a chu trình cu i c a dịng đi n, giá tr đó
có th nh h n khi giá tr đ nh đ y đ .
i v i các dòng đi n đ i x ng, và các h s công su t khi ng n m ch b ng
ho c nh h n 0,15, m c gi m sút không quá 1,5 % và nh v y, là không l n
đ i v i các tr m th nghi m, m c gi m sút có th l n khi h s cơng su t cao
h n là đi u có th có khi v n hành.
i v i các TRV đ nh m c ng v i ng n m ch
gian đ

c dùng đ tính đ n nh h

ng c a đi n dung t i ch

c a máy c t đi n. Các tr th i gian t

ng ng c ng đã đ

phía ngu n

c quy đ nh cho các

đo TRV, khuyên nên dùng m t ph


m ch th nghi m có liên quan.
pháp có th xác đ nh đ

các đ u c c tr m t th i

ng

c các tr th i gian đó.

i v i m t s máy c t đi n, các đ c tính đ nh m c khi có s c trên các
đ

ng dây ng n c ng đ

s c trên đ

c quy đ nh vì TRV t ng h p ng v i th nghi m

ng dây ng n c ng đã đ

máy c t đi n và đ
TRV phía đ

c quy đ nh.

i n dung t i ch gi a

ng dây c ng t o nên m t th i gian tr c a thành ph n

ng dây. Trong lúc làm th nghi m, t t h n nên đo và ghi tr


th i gian phía đ

ng dây và khuyên nên dùng m t ph

ng pháp thích h p đ

đánh giá nó.
2.4.2 Tóm t t chung v các ph
Các ph

ng pháp đ

c khuy n ngh

ng pháp c b n đã xác đ nh các d ng sóng TRV gi đ nh đ

cx p

lo i nh sau:
•

Nhóm 1: C t ng n m ch tr c ti p

•

Nhóm 2:

a thêm dịng đi n t n s cơng nghi p vào


•

Nhóm 3:

a thêm dịng đi n c a t đi n vào

•

Nhóm 4: Dùng mơ hình l

•

Nhóm 5: Tính tốn t các thơng s

•

Nhóm 6: óng không t i các m ch th nghi m có các MBA

HD: TS. H V n Nh t Ch

ng

i

H c viên : Nguy n Ng c Th