Luận Văn nghiên cứu và xây dựng mô hình chống sét van trong matlab-simulink dể bảo vệ chống quá trình điện áp

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Quá điện áp khí quyển và quá điện áp do các sự cố trong hệ thống điện có thể lớn hơn điện áp thí nghiệm xung của cách điện, dẫn đến gây chọc thủng cách điện, phá hoại thiết bị quan trọng như tụ bù dọc, kháng bù ngang và máy biến áp.

Thiết bị CSV được sử dụng để bảo vệ các thiết bị nói trên với mục đích là luôn giới hạn điện áp trên các đầu cực thiết bị được bảo vệ ở dưới mức điện áp an toàn của thiết bị.

Sự phát triển của HTĐ và yêu cầu chất lượng điện năng ngày càng cao, làm cho vấn đề bảo vệ chống quá điện áp cho các thiết bị điện được quan tâm từ lâu và ngày càng cao cùng với sự cần thiết của các thiết bị chống sét đến việc vận hành an toàn, tin cậy của hệ thống cung cấp điện.

Nghiên cứu chống sét đánh lan truyền từ đường dây vào trạm biến áp hay cảm ứng trên đường dây tải điện cũng đóng một vai trò rất quan trọng trong việc lựa chọn thiết bị bảo vệ cho phù hợp.

Để thực hiện bảo vệ chống sóng truyền vào trạm biến áp, trong hệ thống điện chúng ta dùng rất nhiều CSV, do thiết bị chống sét là thiết bị phi tuyến, cho nên việc đánh giá các đáp ứng ngõ ra ứng với các dạng xung sóng sét lan truyền từ đường dây vào trạm theo phương pháp truyền thống gặp nhiều khó khăn. Phương pháp hiệu quả để thực hiện việc đánh giá một cách trực quan là mô hình hóa và tiến hành mô phỏng đáp ứng của chúng.

Hiện nay, nhiều nhà nghiên cứu và sản xuất thiết bị chống sét lan truyền trên đường dây đã đi sâu nghiên cứu và đề ra các mô hình thiết bị chống sét với mức độ chính xác cao, các quan điểm xây dựng mô hình cũng khác nhau. Mặt khác một số phần mềm mô phỏng cũng đã hổ trợ trong việc xây dựng mô hình các thiết bị chống sét. Tuy nhiên, do đặc điểm của phương pháp mô hình hóa và mô phỏng là có yêu cầu về mức độ chính xác, mức độ tương đồng cao giữa mô hình và nguyên mẫu của đối tượng, các phương pháp xây dựng mô hình và mô phỏng các phần tử chống sét lan truyển vẫn còn nhiều tranh cãi và được tiếp tục nghiên cứu để phát triễn

Việc nghiên cứu lập mô hình và tiến hành mô phỏng thiết bị CSV dạng MOV, nhận tín hiệu xung không chu lỳ ngõ vào từ đó cho các đáp ứung ở ngõ ra gần như thực tế, qua đó cung cấp một công cụ mô phỏng hữu ích cho sinh viên trong việc nghiên cứu các hành vi và đáp ứng thiết bị CSV dưới tác dụng của xung sét. Đồng thời cũng làm công cụ để lựa chọn, kiểm chứng, phát triển và áp dụng mô hình.

2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

Đề tài đề xuất việc sử dụng mô hình CSV trong Matlab-Simulink để nghiên cứu sự làm việc của CSV bảo vệ cho các thiết bị điện, đồng thời đề xuất việc lựa chọn các thông số, số lượng của CSV cần đặt nhằm bảo vệ cho các thiết bị điện và cả CSV. Đồng thời đề tài cũng đề xuất việc mô hình hóa thiết bị CSV để phục vụ nghiên cứu bảo vệ máy điện khi có quá điện áp khí quyển.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của để tài là nghiên cứu cấu tạo, tính năng kỹ thuật, các mô hình mô tả các đặc tính làm việc, xây dựng mô hình mô phỏng và tiến hành mô phỏng đáp ứng của các loại chống sét van MOV, từ đó đánh giá chính xác, lựa chọn và phát triển mô hình, sử dụng vào trong việc nghiên cứu tác dụng bảo vệ và phối hợp cách điện cho TBA, tụ bù dọc, kháng bù ngang.

4. Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng phương pháp mô hình hóa trong Matlab-Simulink và mô phỏng CSV dưới tác dụng của các dạng xung sét không chu kỳ.

5. Đặt tên đề tài

Căn cứ vào mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu, đề tài được đặt tên:

“NGHIÊN CỨU VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH CHỐNG SÉT VAN TRONG MATLAB-SIMULINK ĐỂ BẢO VỆ CHỐNG QUÁ ĐIỆN ÁP CHO THIẾT BỊ ĐIỆN”

6. Bố cục của đề tài

Đề tài gồm những nội dung chính sau:

Chương 1: Cấu tạo, nguyên lý làm việc và tính năng kỹ thuật của chống sét van MOV

Chương 2: Công cụ Matlab-Simulink trong mô phỏng hệ thống điện

Chương 3: Mô phỏng quá trình hoạt động của CSV bảo vệ quá điện áp cho tụ bù dọc và kháng bù ngang.

Chương 4: Xây dựng mô hình mô phỏng chống sét van MOV và áp dụng mô hình mô phỏng CSV bảo vệ trạm biến áp