ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------

NGUYỄN THÀNH TRUNG

KHẢO SÁT HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG
SẮT TỪ TRÊN LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP
CÔNG TY ĐIỆN LỰC TÂY NINH
Chuyên ngành : Kỹ thuật điện
Mã số
: 8520201

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2020


ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------

LUẬN VĂN THẠC SĨ

KHẢO SÁT HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG SẮT TỪ TRÊN
LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP CÔNG TY ĐIỆN LỰC TÂY NINH

GVHD: PGS.TS. PHẠM ĐÌNH ANH KHƠI
HVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG

Học viên: Nguyễn Thành Trung

Trang 1


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG TP.HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Phạm Đình Anh Khơi

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. Lê Kỷ

Cán bộ chấm nhận xét 2: PGS.TS. Vũ Phan Tú

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa – Đại học
Quốc Gia TP.HCM ngày 04 tháng 01 năm 2020.
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. PGS.TS. Hồ Văn Nhật Chương
2. TS. Nguyễn Nhật Nam
3. TS. Lê Kỷ
4. PGS.TS. Vũ Phan Tú
5. TS. Đinh Hoàng Bách
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng khoa quản
lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa.

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

PGS.TS. Hồ Văn Nhật Chương


Học viên: Nguyễn Thành Trung

Trang 2


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: NGUYỄN THÀNH TRUNG MSHV: 1870258.
Ngày tháng năm sinh: 29/12/1979.

Nơi sinh: tỉnh Tây Ninh.

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện.

Mã số: 8520201.

I. Tên đề tài: Khảo sát hiện tượng cộng hưởng sắt từ trên lưới điện trung áp
Công ty Điện lực Tây Ninh (Analysis of ferroresonance in the MV distribution
network of Tay Ninh Power Company).
II. Nhiệm vụ và nội dung:
Chương 1: Giới thiệu tổng quan đề tài.
Chương 2: Giới thiệu phần mềm EMTP.
Chương 3: Tổng quan về hiện tượng cộng hưởng sắt và mơ hình các phần
tử trong hệ thống điện.

Chương 4: Khảo sát hiện tượng cộng hưởng sắt từ cho một xuất tuyến tiêu
biểu trên lưới điện trung áp Công ty Điện lực Tây Ninh.
Chương 5: Kết luận và hướng phát triển.
III. Ngày giao nhiệm vụ: ngày 19 tháng 08 năm 2019.
IV. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: ngày 08 tháng 12 năm 2019.
V. Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS. Phạm Đình Anh Khôi.

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Ngày 19 tháng 08 năm 2019
CHỦ NHIỆM BỘ MƠN ĐÀO TẠO

PGS.TS. Phạm Đình Anh Khơi

TS. Nguyễn Nhật Nam

TRƯỞNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Học viên: Nguyễn Thành Trung

Trang 3


LỜI CẢM ƠN
Trước hết, tôi xin chân thành cám ơn Thầy PGS.TS. Phạm Đình Anh Khơi,
Thầy đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn tơi trong suốt q trình thực hiện luận
văn này. Những truyền đạt kiến thức quý báo của Thầy đã giúp tôi trong học
tập, nghiên cứu và khắc phục được nhiều thiếu sót trong q trình thực hiện
luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn đến tất cả các Thầy, Cô khoa Điện – Điện tử

Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc Gia Thành phố Hồ Chí Minh đã
giảng dạy và trang bị cho tơi những kiến thức rất bổ ích và quý báo trong suốt
q trình học tập tại trường.
Tơi xin chân thành cám ơn gia đình và những người thân yêu đã tạo mọi
đều kiện thuận lợi để tôi yên tâm học tập tốt trong thời gian vừa qua.
Cảm ơn tất cả các đồng nghiệp và các bạn bè đã cùng chia sẻ, trao đổi kiến
thức kinh nghiệm trong suốt quá trình học tập cũng như trong suốt quá trình
thực hiện luận văn này.
Tôi xin chân thành cám ơn.
TP.HCM, ngày 06 tháng 12 năm 2019
Học viên thực hiện

Nguyễn Thành Trung

Học viên: Nguyễn Thành Trung

Trang 4


TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ
Hiện nay, để đảm bảo cung cấp điện an toàn, mỹ quan cho các khu đô thị,
khu kinh tế, khu chế xuất, khu công nghiệp, Công ty Điện lực Tây Ninh đã sử
dụng sơ đồ cáp ngầm nối với máy biến áp 22/0,4kV. Thiết bị đóng cắt điện
thường là các cầu chì tự rơi, được thao tác bằng tay do đó dẫn đến việc đóng
cắt điện khơng đồng thời các pha. Trong q trình đóng cắt điện sẽ tạo thành
mạch vòng điện dung - điện cảm có thể xảy ra hiện tượng cộng hưởng sắt từ.
Do đó, việc nghiên cứu hiện tượng cộng hưởng sắt từ ở lưới điện phân phối
sẽ rất quan trọng, rất cần thiết và có tính thời sự. Nghiên cứu trong luận văn
này cho thấy, khi vận hành với sơ đồ cáp ngầm - máy biến áp có thể xảy ra hiện
tượng cộng hưởng sắt từ với biên độ quá điện áp rất lớn sẽ làm phá hủy cách

điện của cáp ngầm, máy biến áp, các thiết bị khác ... và trong luận văn tôi cũng
đã mô phỏng nhiều trường hợp thực tế bằng phần mềm EMTP nhằm tìm ra biện
pháp bảo vệ hoặc tránh không để xảy ra hiện tượng cộng hưởng sắt từ.
Qua luận văn này, tôi cũng đã hiểu rõ bản chất hiện tượng cộng hưởng sắt
từ, điều kiện xuất hiện của nó và điều này là hết sức cần thiết cho tôi khi thiết
kế, thi công và vận hành lưới điện trung áp. Tôi cũng thấy được quá điện áp do
hiện tượng cộng hưởng sắt từ gây ra là rất phức tạp, không quy luật và rất nguy
hiểm cho các thiết bị điện do nó có biên độ quá điện áp rất cao, đặc biệt khi
máy biến áp khơng tải hoặc non tải, khi khơng có thiết bị bảo vệ chống quá điện
áp (MOV) hoặc khi thiết bị MOV này bị hư hỏng trước vì một lý do nào đó.
Luận văn này được chia thành 5 chương:
- Chương 1: Giới thiệu tổng quan đề tài.
- Chương 2: Giới thiệu phần mềm EMTP.
- Chương 3: Tổng quan về hiện tượng cộng hưởng sắt và mơ hình các phần
tử trong hệ thống điện.
- Chương 4: Khảo sát hiện tượng cộng hưởng sắt từ cho một xuất tuyến tiêu
biểu trên lưới điện trung áp Công ty Điện lực Tây Ninh.
- Chương 5: Kết luận và hướng phát triển.

Học viên: Nguyễn Thành Trung

Trang 5


ABSTRACT OF MASTER THESIS
Currently, Tay Ninh Power Company has used underground cable diagrams
to connect from transformers 22/0,4kV to power source to adequately, safely
and beautifully supply power for urban areas, economic zones, export
processing zones and industrial parks. Electric switchgear is usually a Fuse CutOut (FCO), FCO often manually operate and this causes non - simultaneous
switching of three phase. During the switching process, it will create a

capacitive – inductance loop which can occur the electromagnetic resonance
phenomenon.
Therefore, researching of the electromagnetic resonance phenomenon in
the distribution grid is very important, necessary and topical. Research in this
thesis shows when operating with underground cable – transformers diagram,
it can occur the electromagnetic resonance phenomenon with very large voltage
amplitude which will destroy the insulation of underground cables,
transformers, other devices ... and in this thesis, I have simulated many real
cases with EMTP software to find measures to protect or prevent the
electromagnetic resonance phenomenon.
After research this thesis, I have also understood both the nature of the
electromagnetic resonance phenomenon and conditions to occur the
electromagnetic resonance phenomenon, it is very necessary for me to design,
construct and operate the medium voltage grid. I have also found that the
overvoltage is caused by the electromagnetic resonance phenomenon is very
complicated, irregular and very dangerous for electrical equipment because it
has very high overvoltage amplitude, especially when the transformer is Noload or under-load or there is no over-voltage protective device (MOV) or when
the MOV device was damaged because of some reason.
This thesis is divided into 5 chapters:
- Chapter 1: Overview of the topic.
- Chapter 2: Introduction to EMTP software.
- Chapter 3: Overview of the electromagnetic resonance phenomenon and
the model of the elements in the electrical system.
- Chapter 4: Analysis the electromagnetic resonance phenomenon for a
typical line on the medium voltage electrical grid of Tay Ninh Power Company.
- Chapter 5: Conclusion and development direction.

Học viên: Nguyễn Thành Trung

Trang 6



LỜI CAM ĐOAN
Tôi tên Nguyễn Thành Trung, xin cam đoan luận văn thạc sĩ đề tài “Khảo
sát hiện tượng cộng hưởng sắt từ trên lưới điện trung áp Công ty Điện lực Tây
Ninh” là cơng trình nghiên cứu của chính bản thân tôi, dưới sự hướng dẫn khoa
học của PGS.TS. Phạm Đình Anh Khơi.
Các số liệu, kết quả mơ phỏng trong luận văn này là trung thực. Tôi cam
đoan không sao chép bất kỳ cơng trình khoa học nào của người khác, mọi sự
tham khảo đều có trích dẫn rõ ràng.
TP.HCM, ngày 06 tháng 12 năm 2019
Người cam đoan

Nguyễn Thành Trung

Học viên: Nguyễn Thành Trung

Trang 7


MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ĐỀ TÀI .................................... 16
I. Lý do chọn đề tài ................................................................................................ 16
II. Nội dung của đề tài ........................................................................................... 17
III. Tình hình nghiên cứu trong nước và ngồi nước .............................................. 17
1. Tình hình nghiên cứu trong nước ................................................................... 17
1.1. Luận văn tiến sĩ của tác giả Lâm Du Sơn năm 1998 [1] .......................... 17
1.2. Luận văn cao học của tác giả Võ Minh Hoàng năm 2019 [4] .................. 19
2. Tình hình nghiên cứu ngồi nước .................................................................. 19

2.1. Bài báo nước ngoài của tác giả Santoso và các cộng sự C.Dugan, E.Grebe
[2] .............................................................................................................. 20
2.2. Bài báo nước ngoài của tác giả Buigues và các cộng sự Zamora, Valverde,
Mazón, San Martín [3] ............................................................................... 21
2.3. Các bài báo nước ngoài [5], [6], [7], [8], [9], [10]................................... 22
IV. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn ..................................................... 23
1. Tính khoa học................................................................................................ 23
2. Tính thực tiễn ................................................................................................ 23
V. Bố cục của luận văn .......................................................................................... 24
VI. Lựa chọn phương pháp nghiên cứu .................................................................. 24

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM EMTP ........................................ 26
I. Sơ lược về lịch sử phát triển của phần mềm EMTP ............................................ 26
II. Các ứng dụng và lợi ích của phần mềm EMTP.................................................. 27
1. Khả năng ứng dụng EMTP ............................................................................ 27
2. Các chế độ mô phỏng .................................................................................... 28
2.1. Mô phỏng trạng thái xác lập ................................................................... 28
2.2. Mô phỏng trạng thái quá độ .................................................................... 28
3. Cấu trúc file mô phỏng EMTP ....................................................................... 30
4. Thư viện các công cụ ..................................................................................... 31
5. Mơ hình cơ bản của các phần tử hệ thống điện trong phần mềm EMTP ......... 32
5.1. Hệ thống đường dây và cáp ngầm .......................................................... 32
5.2. Máy biến áp ........................................................................................... 37
5.2.1 Máy biến áp 2 cuộn dây ................................................................... 37
5.2.2 Máy biến áp nối tam giác - sao ......................................................... 38
5.3. Nguồn .................................................................................................... 39
5.4. Module phụ tải ....................................................................................... 41

CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG SẮT TỪ
VÀ MÔ HÌNH CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN ..................... 42

I. Khái quát về hiện tượng cộng hưởng sắt từ [1] ................................................... 42
1. Lịch sử nghiên cứu ........................................................................................ 42
2. Định nghĩa hiện tượng cộng hưởng sắt từ ...................................................... 42
Học viên: Nguyễn Thành Trung

Trang 8


3. Giải thích hiện tượng cộng hưởng sắt từ ........................................................ 43
4. Các điều kiện xảy ra cộng hưởng sắt từ ......................................................... 46
5. Các hiện tượng gây ra bởi cộng hưởng sắt từ ................................................. 46
II. Mơ hình các phần tử trong hệ thống điện .......................................................... 47
1. Nguồn điện .................................................................................................... 47
2. Đường dây trên khơng và cáp ngầm .............................................................. 48
3. Mơ hình máy biến áp có tính đến bão hịa và từ trễ ........................................ 49
3.1. Phương pháp xác định đặc tính từ hóa của máy biến áp .......................... 51
3.1.1 Mơ hình máy biến áp........................................................................ 51
3.1.2 Thuật tốn để nhận dạng các thơng số của mơ hình .......................... 51
3.1.3 Nhận xét........................................................................................... 53
3.2. Mơ hình tổng qt của máy biến áp đưa vào tính tốn q trình q độ .. 54
3.2.1 Các mạch từ ..................................................................................... 54
3.2.2 Phương pháp nhận dạng các thông số mạch ..................................... 55
3.2.3 Phương trình của máy biến áp .......................................................... 56
3.3. Xác định các thơng số của mạch từ thí nghiệm khơng tải và ngắn mạch . 57
3.3.1 Thí nghiệm khơng tải ....................................................................... 57
3.3.2 Thí nghiệm ngắn mạch ..................................................................... 58
4. Thiết bị bảo vệ chống quá điện áp ................................................................. 60

CHƯƠNG 4: KHẢO SÁT HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG SẮT TỪ CHO
MỘT XUẤT TUYẾN TIÊU BIỂU TRÊN LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP TÂY

NINH ........................................................................................................... 63
I. Giới thiệu ........................................................................................................... 63
II. Cơ sở xây dựng mô hình khảo sát hiện tượng cộng hưởng sắt từ trong lưới điện
phân phối dựa trên giải pháp mô phỏng của tiến sĩ Lâm Du Sơn ....................... 64
1. Dây dẫn ......................................................................................................... 65
2. Cáp ngầm ...................................................................................................... 65
3. Máy biến áp................................................................................................... 65
4. Thiết bị bảo vệ chống quá điện áp ................................................................. 66
5. Dựa theo mơ hình đã được kiểm chứng bằng thực nghiệm trước đây của tiến sĩ
Lâm Du Sơn .................................................................................................. 66
III. Kiểm chứng mơ hình cộng hưởng sắt từ trong lưới điện phân phối .................. 67
1. Khi máy biến áp không tải ............................................................................. 68
2. Khi máy biến áp mang 0,5% tải ..................................................................... 71
3. Khảo sát các trường hợp MBA mang tải còn lại ............................................ 73
IV. Các kịch bản khảo sát hiện tượng cộng hưởng sắt từ cho một xuất tuyến tiêu biểu
trên lưới điện trung áp Tây Ninh ....................................................................... 74
1. Trường hợp đóng điện đồng thời các pha....................................................... 76
1.1. Đóng điện bằng REC tại trạm 2.000kVA trụ 13/6 của Công ty CP Thức ăn
RICO ......................................................................................................... 76
1.2. Đóng điện tồn tuyến 479TC bằng MC479 ............................................ 77
1.3. Nhận xét chung cho trường hợp đóng cắt điện đồng thời ........................ 78
2. Trường hợp đóng điện không đồng thời các pha ............................................ 78
Học viên: Nguyễn Thành Trung

Trang 9


3. Giải pháp lắp đặt thiết bị bảo vệ chống quá điện áp ....................................... 81
3.1. Thiết bị bảo vệ chống quá điện áp MOV lắp đặt trước LBFCO .............. 82
3.2. Thiết bị bảo vệ chống quá điện áp MOV lắp đặt sau LBFCO ................. 83

4. Giải pháp lắp đặt bổ sung thêm 01 bộ LBFCO-2 ........................................... 85
5. Xét ảnh hưởng của sự cố đứt dây cáp bọc trung áp ........................................ 88
6. Xét ảnh hưởng của chiều dài đường dây trên không ...................................... 90

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ............................. 94
I. Kết luận.............................................................................................................. 94
II. Hướng phát triển của đề tài. .............................................................................. 96

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 97
PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG .............................................................. 99

Học viên: Nguyễn Thành Trung

Trang 10


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Mạch dùng để tính tốn mơ phỏng cộng hưởng sắt từ ................... 18
Hình 1.2: Sơ đồ mạch điện dùng trong thực nghiệm ..................................... 18
Hình 1.3: Mơ hình mơ phỏng bằng phần mềm EMTP .................................. 20
Hình 1.4: Sơ đồ vận hành hệ cáp ngầm - MBA ........................................... 22
Hình 2.1: Mối quan hệ giữa những tập tin và các chương trình hỗ trợ .......... 30
Hình 2.2: Giao diện nhập thơng số cho đường dây CP ................................. 33
Hình 2.3: Chức năng nhập dữ liệu trực tiếp từ dữ liệu xuất ra của Line Data
hoặc Cable Data.......................................................................... 33
Hình 2.4: Module Line Data và Cable Data .................................................. 33
Hình 2.5: Giao diện nhập số liệu trong Line Data ......................................... 34
Hình 2.6: Thông số yêu cầu cho cáp loại đơn lõi .......................................... 35
Hình 2.7: Thơng số u cầu cho loại cáp dạng ống ....................................... 36
Hình 2.8: Dữ liệu cấu trúc bên trong cáp ...................................................... 36

Hình 2.9: Sơ đồ máy biến áp 2 cuộn dây có đặc tính từ hóa bão hịa ............ 37
Hình 2.10: Nhập các thơng số vào module MBA 3 pha ................................ 37
Hình 2.11: Sơ đồ máy biến áp nối tam giác - sao .......................................... 38
Hình 2.12: Nhập các thơng số vào module MBA 3 pha – 3 cuộn dây ........... 39
Hình 2.13: Nguồn của hệ thống .................................................................... 39
Hình 2.14: Nhập các thơng số vào module máy phát .................................... 40
Hình 2.15: Nhập các thông số điện áp ngõ ra máy phát ................................ 41
Hình 2.16: Module PQ Load ........................................................................ 41
Hình 2.17: Thơng số phụ tải ......................................................................... 41
Hình 3.1: Mạch cộng hưởng nối tiếp đơn giản .............................................. 43
Hình 3.2: Quan hệ điện áp và dòng điện trong mạch cộng hưởng sắt từ ....... 44
Hình 3.3: Ảnh hưởng của việc tăng tụ điện C trong mạch cộng hưởng sắt từ 45
Hình 3.4: Sơ đồ hình π cho đường dây trên khơng và cáp ngầm. .................. 48
Hình 3.5: Hình thức đầu trụ bố trí đường dây nổi. ........................................ 49
Hình 3.6: Sơ đồ tương đương máy biến áp ................................................... 51
Hình 3.7: Máy biến áp ba pha ba trụ ............................................................. 54
Hình 3.8: Mơ hình máy biến áp ba pha ba trụ ............................................... 54
Hình 3.9: Mơ hình mạch từ của máy biến áp ba pha ba trụ ........................... 55
Hình 3.10: Mạch tương đương thí nghiệm khơng tải .................................... 57
Học viên: Nguyễn Thành Trung

Trang 11


Hình 3.11: Mạch tương đương thí nghiệm ngắn mạch .................................. 58
Hình 3.12: Mơ hình mạch tương đương của MOV ....................................... 61
Hình 3.13: Đặc tính V - I của MOV ............................................................. 61
Hình 4.1: Sơ đồ tính tốn cộng hưởng sắt từ trong lưới điện phân phối ........ 64
Hình 4.2: Mạch dùng để tính tốn mơ phỏng cộng hưởng sắt từ ................... 66
Hình 4.3: Sơ đồ mạch điện dùng trong thực nghiệm ..................................... 67

Hình 4.4: Mạch điện dùng để chạy mơ phỏng .............................................. 68
Hình 4.5: Mạch dùng để chạy mơ phỏng bằng phần mềm EMTP ................. 68
Hình 4.6: Kết quả đóng điện khơng đồng thời MBA 630kVA khơng tải ...... 68
Hình 4.7: Phóng to điện áp pha A tại thời điểm 0ms đến 350ms................... 69
Hình 4.8: Phóng to điện áp pha C tại thời điểm 0s đến 1,6s .......................... 69
Hình 4.9: Phóng to điện áp pha C tại thời điểm 0,8s đến 2s .......................... 70
Hình 4.10: Phóng to điện áp pha C tại thời điểm 1,4s đến 2s ........................ 70
Hình 4.11: Kết quả đóng điện MBA 630kVA mang 0,5% tải ....................... 72
Hình 4.12: Dạng sóng điện áp pha C tại thời điểm 1.600ms ......................... 72
Hình 4.13: Dạng sóng điện áp pha C tại thời điểm 2.400 ms ........................ 73
Hình 4.14: Kết quả đóng điện MBA 630kVA mang 5% tải .......................... 73
Hình 4.15: Sơ đồ đơn tuyến - tuyến 479TC trạm 110/22kV Thành Cơng (tuyến
dưới cùng) .................................................................................. 75
Hình 4.16: Đóng điện đồng thời bằng REC với 50m chiều dài cáp ngầm ..... 76
Hình 4.17: Đóng điện đồng thời bằng REC với 250m chiều dài cáp ngầm ... 77
Hình 4.18: Đóng điện đồng thời bằng máy cắt MC479 ................................. 77
Hình 4.19: Sóng điện áp cao nhất tại vị trí chiều dài l = 140 mét .................. 79
Hình 4.20: Kết quả đóng điện khơng đồng thời MBA 630kVA không tải lắp đặt
MOV trước LBFCO ................................................................... 82
Hình 4.21: Kết quả đóng điện khơng đồng thời MBA 630kVA khơng tải lắp đặt
MOV sau LBFCO ...................................................................... 83
Hình 4.22: Phóng to điện áp pha C tại thời điểm từ 0s đến 0,5s .................... 83
Hình 4.23: Phóng to điện áp pha C tại thời điểm từ 1,35s đến 2s .................. 84
Hình 4.24: Phóng to điện áp pha C tại thời điểm từ 2,2s đến 2,7s ................. 84
Hình 4.25: Trạm biến áp được lắp đặt 2 bộ thiết bị đóng cắt điện LBFCO (bên
trái là bộ LBFCO-1, bên phải là bộ LBFCO-2) ........................... 86
Hình 4.26: Sơ đồ mơ phỏng EMTP lắp đặt 2 bộ thiết bị đóng cắt điện LBFCO
(bên trái là bộ LBFCO-1, bên phải là bộ LBFCO-2) ................... 86
Học viên: Nguyễn Thành Trung


Trang 12


Hình 4.27: Sóng điện áp các pha khi đóng điện bằng thiết bị LBFCO-2 ....... 87
Hình 4.28: Phóng to sóng điện áp của hình 4.27 ........................................... 87
Hình 4.29: Sóng điện áp khi mất điện lần lượt pha C rồi đến pha B, pha A vẫn
cịn điện ...................................................................................... 88
Hình 4.30: Sóng điện áp pha C khi mất điện lần lượt pha C rồi đến pha B, pha
A vẫn cịn điện............................................................................ 89
Hình 4.31: Phóng to sóng điện áp pha C tại thời điểm pha C bị sự cố
(350ms) ...................................................................................... 89
Hình 4.32: Sóng điện áp khi đóng điện lần lượt các pha với chiều dài đường
dây trên khơng là 1.000m ........................................................... 91
Hình 4.33: Sóng điện áp khi đóng điện lần lượt các pha với chiều dài đường
dây trên khơng là 10.000m ......................................................... 91
Hình 4.34: Sóng điện áp pha A tại thời điểm đóng điện pha B với chiều dài
đường dây trên không là 1.000m ................................................ 92
Hình 4.35: Sóng điện áp pha A tại thời điểm đóng điện pha B với chiều dài
đường dây trên không là 10.000m .............................................. 92

Học viên: Nguyễn Thành Trung

Trang 13


DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU

Bảng 2.1: Nguồn gốc của quá độ và phạm vi tần số liên quan ...................... 29
Bảng 2.2: Phân loại dải tần số ...................................................................... 29
Bảng 4.1: Biên độ quá điện áp theo % tải máy biến áp ................................. 74

Bảng 4.2: Biên độ quá điện áp theo chiều dài khi đóng điện khơng đồng
thời ............................................................................................. 79
Bảng 4.3: Biên độ quá điện áp tại các điểm đặc biệt ..................................... 81

Học viên: Nguyễn Thành Trung

Trang 14


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
EMTP

Electro – Magnetic Transients Program

LBFCO

Load Break Fuse Cut Out

LBS

Load Break Switch

MBA

Máy biến áp

MC

Máy cắt


MOV

Metal Oxyde Varistor

REC

Recloser

Học viên: Nguyễn Thành Trung

Trang 15


CHƯƠNG 1:
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
Chương 1 sẽ giới thiệu lần lượt về lý do chọn đề tài, nội dung của đề tài,
tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước, ý nghĩa khoa học và thực tiễn
của luận văn, bố cục của luận văn và lựa chọn phương pháp pháp nghiên cứu.
I. Lý do chọn đề tài
Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế, công nghiệp ở Tây
Ninh cũng phát triển không ngừng về mọi mặt. Để đáp ứng được những nhiệm
vụ to lớn đó, điện năng đã đóng một vai trị rất quan trọng hay nói cách khác
“Điện năng phải đi trước 1 bước”. Nhu cầu phát triển điện năng ở Tây Ninh
ngày càng tăng một cách nhanh chóng và sản lượng điện Tây Ninh đang đứng
vị trí thứ 5 trong Tổng Cơng ty Điện lực Miền Nam (sau Đồng Nai, Bình
Dương, Long An và Vũng Tàu).
Theo số liệu trong niên giám thống kê của Công ty Điện lực Tây Ninh, tốc
độ tăng trưởng điện thương phẩm trong những năm qua tăng trên 15%, thành
phần điện thương phẩm công nghiệp chiếm tỷ trọng 72,2% trên tổng điện
thương phẩm và tập trung chủ yếu ở các khu công nghiệp. Đến nay, các khu

công nghiệp ở Tây Ninh như: Khu Công nghiệp Trảng Bàng, Khu Chế xuất
Linh Trung III, Khu Công nghiệp Chà Là, Khu Liên hợp Công nghiệp – Đô thị
– Dịch vụ Phước Đông – Bời Lời, Khu Công nghiệp Thành Thành Công cơ bản
đã được lấp đầy, thu hút nhiều dự án đầu tư quy mô lớn, công nghệ tiên tiến,
tạo điều kiện thúc đẩy công nghiệp tỉnh phát triển. Các doanh nghiệp có sự quan
tâm đầu tư đổi mới trang thiết bị, máy móc, cơng nghệ hiện đại.
Để đảm bảo cung cấp điện an tồn, mỹ quan cho các khu đơ thị, khu kinh
tế, khu chế xuất, khu công nghiệp, nhà máy, Công ty Điện lực Tây Ninh đã sử
dụng sơ đồ cáp ngầm nối với máy biến áp 22/0,4kV. Thiết bị đóng cắt điện
thường là các cầu chì tự rơi, được thao tác bằng tay do đó dẫn đến việc đóng
cắt điện khơng đồng thời các pha. Trong q trình đóng cắt điện sẽ tạo thành
mạch vịng điện dung - điện cảm có thể xảy ra hiện tượng cộng hưởng sắt từ.
Hiện tượng cộng hưởng sắt từ là sự xuất hiện một dao động phi tuyến trong
mạch điện gây ra do sự liên kết giữa một điện dung và một cuộn kháng bão
hịa. Cuộn cảm phi tuyến có thể là lõi từ của máy biến áp, tụ điện trong mạch
có thể là của dây cáp ngầm. Hiện tượng cộng hưởng sắt từ có thể chuyển từ
trạng thái bình thường với dịng và áp bình thường qua trạng thái cộng hưởng
sắt từ với sự biến dạng sóng của dịng và áp [1].
Khi cộng hưởng sắt từ xảy ra thường có các dấu hiệu như sau [2], [3]:
- Duy trì quá điện áp cao.
- Máy biến áp có tiếng ồn rất lớn.
- Quá nhiệt.
- Hư hỏng thiết bị bảo vệ chống quá điện áp.
Học viên: Nguyễn Thành Trung

Trang 16


- Sự chập chờn.
- Duy trì q dịng điện cao.

- Mức độ méo dạng sóng điện áp và dịng điện duy trì cao.
Theo u cầu của Cơng ty Điện lực Tây Ninh, việc khảo sát và phân tích
các hiện tượng cộng hưởng sắt từ xảy ra trong hệ thống điện khi vận hành đường
dây trung áp nhờ mô phỏng trên phần mềm EMTP là rất cần thiết. Do đó trong
bài luận văn này, tôi chỉ xét đến trường hợp cộng hưởng sắt từ xảy ra trên lưới
điện trung áp và mô phỏng cho hệ thống cáp ngầm - máy biến áp hiện đang
được sử dụng tại Công ty Điện lực Tây Ninh.
Đề tài này nhằm tìm ra nguyên nhân, các điều kiện gây ra hiện tượng cộng
hưởng sắt từ, tìm ra các biện pháp để phối hợp cũng như ngăn chặn và làm giảm
bớt quá điện áp do hiện tượng cộng hưởng sắt từ gây ra. Từ đó đưa ra một số
đề xuất cho Công ty Điện lực Tây Ninh trong quá trình thiết kế và vận hành
lưới điện trung áp để đảm bảo cung cấp điện an toàn và độ tin cậy cung cấp
điện cao.
II. Nội dung của đề tài
Để thực hiện đề tài, trước tiên cần nắm vững các lý thuyết về hiện tượng
cộng hưởng sắt từ liên quan đến quá trình vận hành đường dây trung áp. Kế
tiếp là tìm hiểu và sử dụng thành thạo phần mềm EMTP để chạy mô phỏng.
Sau khi nắm vững lý thuyết về hiện tượng cộng hưởng sắt từ và biết sử dụng
phần mềm EMTP, cần thu thập số liệu thực tế, đưa ra mơ hình để mơ phỏng và
kiểm chứng mơ hình. Dựa theo mơ hình đã được kiểm chứng, tiếp tục đưa ra
các kịch bản để mô phỏng những trường hợp cộng hưởng sắt từ cho sát với thực
tế lưới điện trung áp Tây Ninh nhất.
Dựa trên việc khảo sát các hiện tượng cộng hưởng sắt từ trên lưới điện trung
áp Cơng ty Điện lực Tây Ninh sẽ tìm ra được những nguyên nhân và điều kiện
gây ra hiện tượng cộng hưởng sắt từ, qua kết quả mô phỏng đưa ra được các
biện pháp để phối hợp cũng như ngăn chặn và làm giảm bớt quá điện áp do hiện
tượng cộng hưởng sắt từ gây ra trên lưới điện trung áp.
III. Tình hình nghiên cứu trong nước và ngồi nước
1. Tình hình nghiên cứu trong nước
1.1. Luận văn tiến sĩ của tác giả Lâm Du Sơn năm 1998 [1]

Trong luận văn tiến sĩ kỹ thuật đề tài “Mơ hình hóa các phần tử phi tuyến
trong nghiên cứu q trình quá độ điện từ của hệ thống điện” của tác giả Lâm
Du Sơn, TP.HCM 1998, có 4 nội dung:
- Mơ hình tốn học các phần tử trong hệ thống điện.
- Mơ hình tốn học các phần tử phi tuyến trong hệ thống điện.
- Quá trình quá độ điện từ trong hệ thống điện 500/220kV Việt Nam.
- Cộng hưởng sắt từ trong lưới phân phối.
Học viên: Nguyễn Thành Trung

Trang 17


Chương 5 tác giả nghiên cứu về “Cộng hưởng sắt từ trong lưới phân phối”:
- Tác giả đã trình bày việc nghiên cứu, phân tích và tính tốn cộng hưởng
sắt từ.
- Từ lý thuyết về hiện tượng cộng hưởng sắt từ, một phương pháp tính đơn
giản để phục vụ cho thiết kế, vận hành lưới điện phân phối đã được tác giả đề
xuất.
- Kế tiếp là đề xuất cách sử dụng mơ hình của máy biến áp, kết hợp cùng
chương trình EMTP để tính tốn các giá trị áp, dịng và năng lượng tích trữ của
thiết bị bảo vệ chống quá điện áp trên một hệ cáp ngầm – máy biến áp. Dùng
mô phỏng thay thế dần các thông số để tìm ra điều kiện có bắt đầu xuất hiện
cộng hưởng.

Hình 1.1: Mạch dùng để tính tốn mơ phỏng cộng hưởng sắt từ
- Sau cùng để chứng minh tính đúng đắn của mơ hình và phương pháp đề
nghị, tác giả đã thực hiện kiểm tra bằng một thí nghiệm và ghi lại kết quả để so
sánh với kết quả tính tốn trong cùng một điều kiện.

Hình 1.2: Sơ đồ mạch điện dùng trong thực nghiệm

- Trong cả hai trường hợp thí nghiệm trên máy 100kVA và 250kVA, kết
quả cho thấy rằng các giá trị điện áp thí nghiệm hồn tồn phù hợp với các giá
trị điện áp mô phỏng. Điều này chứng tỏ rằng mơ hình của cả máy biến áp lẫn
thiết bị bảo vệ chống quá điện áp đều chính xác.
- Sử dụng mơ hình mơ phỏng này, tác giả đã tìm ra được khoảng cách tới
hạn của cáp (chiều dài cáp ngầm ngắn nhất) mà không gây ra hiện tượng cộng
hưởng sắt từ trong khi vận hành thao tác, cũng như tìm ra thời gian tới hạn dẫn
tới hư hỏng cho một số trường hợp vận hành lưới điện phân phối (thời gian tối
đa cho phép thao tác không đồng thời các hệ thống cáp ngầm – máy biến áp mà
không làm hư hỏng các thiết bị bảo vệ chống quá điện áp)
Các nội dung trong chương 5 đã cung cấp cho tôi rất nhiều kiến thức quý
báo và sự hiểu biết sâu hơn về hiện tượng cộng hưởng sắt từ trong lưới điện
phân phối.
Học viên: Nguyễn Thành Trung

Trang 18


Dựa vào mơ hình mơ phỏng hiện tượng cộng hưởng sắt từ trên lưới điện
phân phối bằng phần mềm EMTP được tác giả kiểm chứng bằng thực nghiệm
đã tạo điều kiện tiền đề và động lực cho tôi tiếp tục nghiên cứu khảo sát hiện
tượng cộng hưởng sắt từ trên lưới điện trung áp Công ty Điện lực Tây Ninh.
1.2. Luận văn cao học của tác giả Võ Minh Hoàng năm 2019 [4]
Luận văn cao học đề tài “Khảo sát hiện tượng cộng hưởng sắt từ trên lưới
điện phân phối Công ty Điện lực Thủ Đức” của anh Võ Minh Hồng, lớp cao
học Điện lực TP.HCM khóa 2016 đã bảo vệ ngày 31/08/2019, bao gồm các nội
dung:
- Tổng quan về hiện tượng cộng hưởng sắt từ.
- Phương pháp giải mạch cộng hưởng sắt từ bằng phương pháp cân bằng
họa tần và phương pháp Newton Gaphson.

- Giới thiệu phần mềm EMTP.
- Chạy mơ phỏng một trường hợp đóng cắt điện khơng đồng thời trên tuyến
trung áp Dưỡng Sanh 22kV do Công ty Điện lực Thủ Đức quản lý.
Các kết quả mà tác giả đã mơ phỏng được đều có biên độ quá điện áp không
vượt quá 25kV và tác giả cũng đã khuyến nghị nên thay các thiết bị đóng cắt
điện đơn pha bằng các thiết bị đóng cắt điện ba pha.
Biên độ q điện áp do q trình đóng cắt điện không đồng thời gây ra mà
không vượt quá 25kV thực sự là khơng đáng ngại, vì cách điện của các thiết bị
điện chịu được điện áp đến 50kV trong thời gian lên đến 5 phút, do đó chỉ cần
ra quy trình thời gian đóng cắt điện là giải quyết được trường hợp này.
Trên thực tế, toàn bộ trạm biến áp phân phối có cơng suất nhỏ hơn
1.600kVA đều được đóng cắt điện bằng thiết bị đơn pha và tổng số lượng các
thiết bị này hiện nay rất lớn nên việc đề xuất thay thế các thiết bị đóng cắt điện
đơn pha bằng thiết bị đóng cắt điện ba pha là khơng khả thi vì lý do kinh tế.
Mặt khác, biên độ quá điện áp do hiện tượng cộng hưởng sắt từ gây ra trong
một số trường hợp khác có thể lên đến vài trăm kV, thậm chí vài ngàn kV.
Do đó, kết quả mà tác giả đã tìm ra không đáp ứng được yêu cầu của Công
ty Điện lực Tây Ninh và Công ty Điện lực Tây Ninh đã giao nhiệm vụ cho tơi
là tìm ra các giải pháp để phối hợp ngăn chặn hoặc làm giảm bớt biên độ quá
điện áp do hiện tượng cộng hưởng sắt từ gây ra trên lưới điện trung áp.
2. Tình hình nghiên cứu ngồi nước
Hiện nay, có rất nhiều bài báo khoa học nước ngoài nghiên cứu về hiện
tượng cộng hưởng sắt từ trên lưới điện trung áp.
Dưới sự tận tình giúp đỡ của Thầy PGS.TS. Phạm Đình Anh Khơi, tơi đã
đọc được 22 bài báo nước ngồi nói về hiện tượng cộng hưởng sắt từ trên lưới
điện trung áp. Sau khi nghiên cứu, tôi đã chọn ra được 8 bài báo điển hình và
tiêu biểu nhất:
Học viên: Nguyễn Thành Trung

Trang 19



2.1. Bài báo nước ngoài của tác giả Santoso và các cộng sự C.Dugan,
E.Grebe [2]
Modeling Ferroresonance Phenomena in an Underground Distribution
System, Surya Santoso, Roger C. Dugan, Thomas E. Grebe, Electrotek
Concepts, Inc. Knoxville, TN 37923, Petre Nedwick, Distribution Operation
Planning Virginia Power Richmond, Virginia 23261.
Bài báo này đã cung cấp những nội dung như sau:
- Tổng quan về hiện tượng cộng hưởng sắt từ.
- Mơ hình hóa hiện tượng cộng hưởng sắt từ ở các khía cạnh và kinh nghiệm
thực tế trong việc nhận biết, phòng tránh và ngăn ngừa.
- Một số hiện tượng do cộng hưởng sắt từ gây ra: Duy trì q điện áp cao,
duy trì q dịng điện cao, máy biến áp có tiếng ồn rất lớn, quá nhiệt, hư hỏng
thiết bị bảo vệ chống quá điện áp MOV, sự chập chờn.
- Đưa ra mơ hình chuyển đổi.
- Bài báo cũng ghi nhận nội dung: khi tăng tải máy biến áp lên thì biên độ
quá điện áp giảm xuống một cách nhanh chóng và theo quy tắc điển hình chung
là 5% tải tối thiểu là có thể tránh được quá điện áp do cộng hưởng sắt từ gây
ra. Đồng thời bài báo cũng ghi nhận rằng các nhà phân tích cho biết khi điện áp
vượt quá 1,25 lần so với điện áp nguồn trong hệ cáp ngầm - máy biến áp thì hệ
thống được cho là có giá trị cộng hưởng sắt từ bên trong.
- Khảo sát một trường hợp thực tế ở trạm cơ sở y tế được cấp điện bằng một
đường dây cáp ngầm 34,5kV:

Hình 1.3: Mơ hình mơ phỏng bằng phần mềm EMTP
+ Mục đích nghiên cứu trường hợp này là để khẳng định: có thể tránh được
cộng hưởng sắt từ trong trường hợp sử dụng các thiết bị đóng cắt điện khơng
đồng thời 1 pha thay vì sử dụng các thiết bị đóng điện đồng thời 3 pha bằng
cách tăng tải máy biến áp trên mức tải tối thiểu.

+ Tải tối thiểu cần thiết tại trạm cơ sở y tế để tránh được cộng hưởng sắt từ
là 20%, tải này cao hơn nhiều so với quy tắc điển hình là tải tối thiểu 5%, giá
trị cao hơn là do phụ thuộc vào chiều dài cáp ngầm liên quan.
Học viên: Nguyễn Thành Trung

Trang 20


2.2. Bài báo nước ngoài của tác giả Buigues và các cộng sự Zamora,
Valverde, Mazón, San Martín [3]
Ferroresonance in three-phase power distribution transformers: source,
consequences and prevention – Garikoitz BUIGUES, Inmaculada ZAMORA,
Victor VALVERDE, Angel Javier MAZĨN, José Ignacio SAN MARTÍN,
University of Basque Country (Spain), ,

Bài báo này đã cung cấp những nội dung như sau:
- Các yếu tố ảnh hưởng đến cộng hưởng sắt từ: đóng cắt điện khơng đồng
thời, kiểu đấu dây cuộn sơ cấp MBA, MBA có tổn thất thấp, MBA vận hành
không tải hoặc non tải, điện dung của cáp ngầm, đặc điểm mạng điện, điều kiện
ban đầu …
- Các điều kiện xảy ra cộng hưởng sắt từ.
- Bài báo cũng ghi nhận nội dung: MBA càng non tải thì cộng hưởng sắt từ
càng dễ xảy ra với biên độ điện áp càng lớn. Lượng tải cần thiết phụ thuộc vào
điện dung cáp ngầm của pha mở (chủ yếu là chiều dài cáp ngầm) liên kết với
điện cảm phi tuyến của máy biến áp.
- Một số hiện tượng do cộng hưởng sắt từ gây ra: MBA có tiếng ồn rất lớn,
quá nhiệt, hư hỏng thiết bị bảo vệ chống quá điện áp MOV, sự chập chờn, duy
trì quá điện áp cao, duy trì q dịng điện cao …
- Các biện pháp ngăn ngừa hiện tượng cộng hưởng sắt từ:
+ Tránh các cấu hình dễ bị cộng hưởng sắt từ trong quá trình thiết kế và vận

hành, tức là chọn đúng sự kết hợp giữa chiều dài cáp ngầm kết nối với MBA,
đóng cắt điện đồng thời cả 3 pha cùng một lúc…
+ Các tham số hệ thống phải tránh xa vùng cộng hưởng sắt từ nguy hiểm.
+ Đảm bảo năng lượng do nguồn cung cấp không đủ để duy trì hiện tượng
cộng hưởng sắt từ như: đóng cắt điện khi MBA đang mang tải trên mức tải tối
thiểu …
- Để nghiên cứu và đánh giá hiện tượng cộng hưởng sắt từ, bài báo đã đưa
ra ba phương pháp chính để sử dụng:
+ Thử nghiệm trong phịng thí nghiệm và hiện trường.
+ Sử dụng các mơ hình tốn học và phân tích kỹ thuật.
+ Sử dụng các chương trình phần mềm để mô phỏng.

Học viên: Nguyễn Thành Trung

Trang 21


Hình 1.4: Sơ đồ vận hành hệ cáp ngầm - MBA
Tóm lại, bài báo này đã mơ tả kỹ lưỡng tất cả các yếu tố chính liên quan
đến sự xuất hiện của cộng hưởng sắt từ, phân tích nhiều tình huống xảy ra cộng
hưởng sắt từ. Qua đó giúp nhân viên thiết kế và vận hành có một cái nhìn bao
quát, nhận dạng nhanh chóng và có giải pháp xử lý kịp thời hiện tượng cộng
hưởng sắt từ.
2.3. Các bài báo nước ngoài [5], [6], [7], [8], [9], [10]
Examples of ferroresonance in distribution systems, Roger C. Dugan,
Fellow, IEEE [5]. Bài báo đưa ra các ví dụ xuất phát từ kinh nghiệm làm việc
thực tế của tác giả, đồng thời cũng đưa ra một số biện pháp khắc phục cộng
hưởng sắt từ: sử dụng thiết bị đóng cắt điện đồng thời thay vì đóng cắt điện
khơng đồng thời, đảm bảo khi đóng cắt điện MBA đang mang tải trên mức tải
tối thiểu …

Ferroresonance Studies in Malaysian Utility’s Distribution Network,
Badmanathan Tanggawelu, R.N.Mukerjee, Aznan Ezraie Ariffin, IEEE
member [6]. Dựa trên các nghiên cứu gần đây trên mạng lưới phân phối
Malaysia, bài báo cho thấy rằng để chẩn đoán sự tồn tại của cộng hưởng sắt từ
thì điều cần thiết là kiểm tra sự hiện diện của quá điện áp và phân tích tần số
phổ, bài báo cũng đã mô phỏng nhiều trường hợp bằng chương trình phần mềm
PSCAD/EMTDC.
Case Study of Ferroresonance in 33 kV Distribution network of PEA
Thailand, Kesinee Laohacharoensombat Sermchai Jaruwattanadilok Kamphol
Tuitemwong Choowong Wattanasakpubal Kritsada Kleebmek, Provincial
Electricity Authority, 200 Ngam Wong Wan rd., Ladyaw, Chatuchak,
Bangkok, Thailand, Email address: [7]. Bài báo này đã
trình bày một nghiên cứu về cộng hưởng sắt từ trên mạng lưới phân phối 33kV,
phân tích được thực hiện bằng mơ phỏng ATP/EMTP có đối chiếu so sánh với
kết quả thử nghiệm và đã đề xuất các giải pháp để tránh những thiệt hại do cộng
hưởng sắt từ gây ra: chuyển mạch 3 pha cùng một lúc, đóng cắt điện khi MBA
đang mang tải …

Học viên: Nguyễn Thành Trung

Trang 22


Ferroresonance Explained by Jim Vaughn, CUSP, Atkinson Power [8]. Bài
báo đã đưa ra 3 điều kiện cần thiết cho cộng hưởng sắt từ xảy ra và đã đưa ra
các giải pháp ngăn chặn, trong đó giải pháp đơn giản nhất là sử dụng hộp tải
HDE kết nối với phía thứ cấp của MBA 3 pha.
EA Technology Ferroresonance overvoltages in distribution networks by J
B Wareing, F Perrot Paper for IEE colloquium on Ferroresonance 12
November, 197, Glasgow [9]. Bài báo giới thiệu về cộng hưởng sắt từ, bối cảnh

lịch sử, những điều kiện cơ bản để cộng hưởng sắt từ xảy ra, cách phịng tránh
và ngăn ngừa: đóng cắt điện cả 3 pha cùng một lúc, đóng cắt điện khi MBA
đang mang tải, quy trình đóng cắt điện và lắp đặt thiết bị bảo vệ chống quá điện
áp MOV.
Ferroresonance in a 13,8kV Distribution Line Peter E.Sutherland, Senior
Member EPRI Solutions, Inc. Schenectady, NY 12305 Now with GE Energy
Services, Robert Manning United IIIuminating Co, Shelton, CT. 06484 [10].
Bài báo mô phỏng lại một trường hợp đã xảy ra ở thực tế, kết quả mô phỏng
cho thấy rất nhiều điểm tương đồng với kết quả đo lường trong thực tế. Bài báo
cũng ghi nhận nội dung khi MBA mang một lượng tải trên mức tải tối thiểu thì
cộng hưởng sắt từ biến mất.
IV. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn
1. Tính khoa học
Nghiên cứu sự cộng hưởng nối tiếp giữa điện dung C của cáp ngầm và điện
cảm phi tuyến L của máy biến áp, khi thay đổi chiều dài cáp ngầm tôi đặc biệt
quan tâm đoạn chiều dài cáp ngầm mà mạch bắt đầu chuyển từ dung kháng
sang cảm kháng (biên độ quá điện áp do hiện tượng cộng hưởng sắt từ gây ra
trong đoạn chiều dài này có giá trị từ vài trăm kV lên đến vài ngàn kV).
Nghiên cứu quy trình đóng điện sao cho điện dung C của cáp ngầm bị cách
ly với máy biến áp, không tham gia được vào hệ cáp ngầm – máy biến áp để
gây ra hiện tượng cộng hưởng sắt từ.
Nghiên cứu sự ảnh hưởng của tải máy biến áp, thiết bị đóng cắt điện đồng
thời ba pha, thiết bị đóng cắt điện không đồng thời đơn pha, cách lắp đặt thiết
bị bảo vệ chống quá điện áp, sự cố mất pha trung áp và sự ảnh hưởng của chiều
dài đường dây trên khơng.
2. Tính thực tiễn
Khảo sát hiện tượng cộng hưởng sắt từ trên lưới điện trung áp rất quan trọng
trong thiết kế và vận hành lưới điện trung áp ngầm. Nghiên cứu trong luận văn
này cho thấy, khi vận hành với sơ đồ cáp ngầm - máy biến áp có thể xảy ra hiện
tượng cộng hưởng sắt từ với biên độ quá điện áp rất lớn sẽ làm phá hủy cách

điện của cáp ngầm, máy biến áp và các thiết bị khác ...
Rút ra được một số kết luận khi vận hành sơ đồ cáp ngầm - máy biến áp, từ
đó sẽ phối hợp cũng như ngăn chặn và làm giảm bớt quá điện áp do hiện tượng
cộng hưởng sắt từ gây ra trên lưới điện trung áp Công ty Điện lực Tây Ninh.
Học viên: Nguyễn Thành Trung

Trang 23


Do đặc thù lưới điện Tổng Công ty Điện lực Miền Nam có đặc điểm tương
tự nhau, do đó kết quả luận văn có thể mở rộng để áp dụng cho cả Tổng Công
ty Điện lực Miền Nam.
V. Bố cục của luận văn
Tên luận văn: “Khảo sát hiện tượng cộng hưởng sắt từ trên lưới điện trung
áp Công ty Điện lực Tây Ninh”.
Bố cục của luận văn bao gồm 5 chương, nội dung cụ thể của từng chương
như sau:
- Chương 1: Giới thiệu tổng quan đề tài.
- Chương 2: Giới thiệu phần mềm EMTP.
- Chương 3: Tổng quan về hiện tượng cộng hưởng sắt và mơ hình các phần
tử trong hệ thống điện.
- Chương 4: Khảo sát hiện tượng cộng hưởng sắt từ cho một xuất tuyến tiêu
biểu trên lưới điện trung áp Công ty Điện lực Tây Ninh.
- Chương 5: Kết luận và hướng phát triển.
VI. Lựa chọn phương pháp nghiên cứu
Có 3 phương pháp nghiên cứu hiện tượng cộng hưởng sắt từ:
- Phương pháp 1: Nghiên cứu thực hiện trong phịng thí nghiệm, các thí
nghiệm này mang lại rất nhiều thơng tin có ích. Tuy nhiên, có hạn chế là khơng
thể thực hiện được tất cả các thí nghiệm vì q tốn kém, các kết quả cũng có
giới hạn vì khơng thể tổng qt hóa được hết tất cả các trường hợp.

- Phương pháp 2: Sử dụng mô hình tốn học và kỹ thuật giải tích. Phương
pháp này cho phép nghiên cứu tổng quát được nhiều trường hợp, nhưng lại bị
giới hạn do phải mơ hình máy biến áp và các phần tử trong hệ thống chủ yếu
bằng các hàm toán học.
- Phương pháp 3: Sử dụng máy tính để mơ phỏng các mơ hình máy biến áp.
Phương pháp này có thuận lợi là có thể nghiên cứu bất kỳ mơ hình dưới bất kỳ
điều kiện nào và nó có thể dự báo được hoạt động của các phần tử phi tuyến.
Tuy nhiên, bị giới hạn là không chứng minh được tổng quát các mối quan hệ
ràng buộc nhau dẫn đến cộng hưởng sắt từ, mà phải tính tốn với 1 tập các
thơng số rất lớn để tìm ra được kết quả.
Phân tích, lựa chọn phương pháp giải bài toán cộng hưởng sắt từ:
- Phương pháp 1 là phương pháp không thể thực hiện được với thời gian
thực hiện đề tài có giới hạn, do đó chỉ so sánh lựa chọn phương pháp 2 và 3.
- Bài toán cộng hưởng sắt từ có thành phần phi tuyến, các thông số của
mạch thay đổi tuỳ theo điều kiện môi trường, điều kiện vận hành ... rất khó để
mơ tả bằng các quan hệ toán học và giả sử nếu tìm được một phương trình mơ
tả các mối quan hệ phi tuyến đó thì cũng cần phải tìm một phương pháp thích
hợp để giải các phương trình phức tạp đó.
Học viên: Nguyễn Thành Trung

Trang 24