Mô phỏng hiện tượng vượt ngưỡng quá điện áp sóng sét trong vận hành tại trạm 500Kv Hòa Bình

Việc bảo vệ sét đánh các trạm biến áp (TBA) truyền tải bằng hệ thống dây chống sét và chống sét van (CSV) đã được tiêu chuẩn hóa và áp dụng tại mỗi TBA. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, hiện tượng sét đánh vẫn gây ra hậu quả nghiêm trọng, dẫn đến hư hỏng và ngừng cấp điện trên diện rộng.

Mô phỏng hiện tượng vượt ngưỡng quá điện áp sóng sét trong vận hành tại trạm 500Kv Hòa Bình trang 1

Trang 1

Mô phỏng hiện tượng vượt ngưỡng quá điện áp sóng sét trong vận hành tại trạm 500Kv Hòa Bình trang 2

Trang 2

Mô phỏng hiện tượng vượt ngưỡng quá điện áp sóng sét trong vận hành tại trạm 500Kv Hòa Bình trang 3

Trang 3

Mô phỏng hiện tượng vượt ngưỡng quá điện áp sóng sét trong vận hành tại trạm 500Kv Hòa Bình trang 4

Trang 4

Mô phỏng hiện tượng vượt ngưỡng quá điện áp sóng sét trong vận hành tại trạm 500Kv Hòa Bình trang 5

Trang 5

Mô phỏng hiện tượng vượt ngưỡng quá điện áp sóng sét trong vận hành tại trạm 500Kv Hòa Bình trang 6

Trang 6

Mô phỏng hiện tượng vượt ngưỡng quá điện áp sóng sét trong vận hành tại trạm 500Kv Hòa Bình trang 7

Trang 7

Mô phỏng hiện tượng vượt ngưỡng quá điện áp sóng sét trong vận hành tại trạm 500Kv Hòa Bình trang 8

Trang 8

Mô phỏng hiện tượng vượt ngưỡng quá điện áp sóng sét trong vận hành tại trạm 500Kv Hòa Bình trang 9

Trang 9

Mô phỏng hiện tượng vượt ngưỡng quá điện áp sóng sét trong vận hành tại trạm 500Kv Hòa Bình trang 10

Trang 10

pdf 10 trang Danh Thịnh 11/01/2024 4380
Bạn đang xem tài liệu "Mô phỏng hiện tượng vượt ngưỡng quá điện áp sóng sét trong vận hành tại trạm 500Kv Hòa Bình", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Mô phỏng hiện tượng vượt ngưỡng quá điện áp sóng sét trong vận hành tại trạm 500Kv Hòa Bình

Mô phỏng hiện tượng vượt ngưỡng quá điện áp sóng sét trong vận hành tại trạm 500Kv Hòa Bình
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
Số 17 1 
MÔ PHỎNG HIỆN TƯỢNG VƯỢT NGƯỠNG QUÁ ĐIỆN ÁP 
SÓNG SÉT TRONG VẬN HÀNH TẠI TRẠM 500 kV HÒA BÌNH 
 MODELING OF LIGHTNING OVERVOLTAGE PHENOMENON IN POWER STATION 
TRANSFORMER 500 kV HOA BINH 
Nguyễn Nhất Tùng 
Trường Đại học Điện lực 
Ngày nhận bài: 28/8/2018, Ngày chấp nhận đăng: 20/12/2018, Phản biện: TS. Trần Anh Tùng 
Tóm tắt: 
Việc bảo vệ sét đánh các trạm biến áp (TBA) truyền tải bằng hệ thống dây chống sét và chống sét 
van (CSV) đã được tiêu chuẩn hóa và áp dụng tại mỗi TBA. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, 
hiện tượng sét đánh vẫn gây ra hậu quả nghiêm trọng, dẫn đến hư hỏng và ngừng cấp điện trên 
diện rộng. Bài báo tập trung vào việc mô phỏng, phân tích khả năng sự cố có thể xảy ra tại TBA 
500 kV Hòa Bình khi có hiện tượng sét đánh vào cột điện đầu trạm. Kết quả cho thấy, vẫn tồn tại 
những khả năng mà điện áp quá độ do dòng sét gây ra, với xác suất xảy ra nhỏ nhưng vượt quá tiêu 
chuẩn cho phép, có khả năng nguy hại cách điện, thậm chí gây ra hỏng hóc thiết bị. Đây có thể 
được xem như trường hợp cần được quan tâm của ngành truyền tải điện, nhằm khắc phục các 
trường hợp sự cố dẫn đến hậu quả xấu cho các TBA truyền tải. 
Từ khóa: 
Mô phỏng, chống sét van, xung sét, mô hình đường dây điện. 
Abstract: 
Lightning protection for Transmission Transformer Stations with lightning arresters and surge 
arresters has been standardized and applied at each transformer station. However, in some cases, 
lightning strikes still cause serious consequences, resulting in damage and large power outages. This 
article focuses on simulating and analyzing the possibility of occurrence at the 500 kV transformer 
station Hoa Binh, when there is lightning strike on the head of the station. The results show that 
there are still possibilities that the transient voltage caused by lightning strikes, with small probability 
of occurrence, but exceeding the permissible standard. It has the potential to damage the insulator, 
even causing damage to the device. This can be considered as a case of need for attention of the 
power transmission sector, in order to overcome incidents that result in bad transmission transients. 
Key words: 
Modeling, metal oxide arrester, lighting, Frequency-Dependent Model. 
1. GIỚI THIỆU CHUNG 
Các trạm biến áp 220 kV hay 500 kV tại 
Việt Nam có vai trò hết sức quan trọng 
đối với hệ thống truyền tải điện quốc gia. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
2 Số 17 
Các TBA này, ngoài việc được trang bị hệ 
thống bảo vệ rơle nhằm cảnh báo hay 
ngăn chặn các trường hợp sự cố có thể có 
đối với trạm; chúng còn được trang bị 
thêm hệ thống các dây chống sét và các 
CSV ở các vị trí trọng yếu nhằm loại trừ 
các trường hợp sự cố do sét đánh vào 
trạm. Khi sét đánh vào đường dây nối với 
TBA, sóng sét sẽ lan truyền vào trạm. 
Nếu biên độ sóng sét lớn hơn mức cách 
điện cho phép của các thiết bị trong trạm 
sẽ gây ra cháy nổ các thiết bị trong TBA 
và kéo theo hậu quả của việc ngừng cấp 
điện trên diện rộng. Nhiều nghiên cứu chỉ 
ra các yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến bảo 
vệ quá điện áp [1]. 
Tuy nhiên, theo báo cáo kết quả vận hành 
của các công ty truyền tải điện cho thấy, 
tại một số vùng có mật độ giông sét lớn, 
có nhiều sông ngòi, đồng bằng sông Cửu 
Long, hiện tượng sét đánh vào đường dây 
tại những vị trí trụ có chiều cao lớn (trụ 
đỡ vượt sông, trụ nằm trên đỉnh đồi) vẫn 
xảy ra và gây ra nhiều khó khăn trong 
công tác khắc phục. Trong trường hợp 
này, giải pháp được đề cập của Công ty 
Truyền tải điện IV là phối hợp cách điện 
trên chuỗi cách điện, bằng cách thực hiện 
gia công cắt ngắn sừng phóng điện khi 
xem xét tỷ lệ giữa khe hở sừng phóng 
điện chuỗi cách điện (Z0hh) với chiều dài 
phần cách điện của chuỗi cách điện (Z) 
[2]. Hiện tượng khác cũng xảy ra đối với 
TBA 220 kV Thái Nguyên, liên quan đến 
quá điện áp do đóng cắt trong quá trình 
vận hành của tụ bù tĩnh SVC; gây ra hiện 
tượng phóng điện qua CSV và cháy nổ 
CSV ở phía 220 kV của máy biến áp tự 
ngẫu [3]. Theo báo cáo hàng năm của 
EVN, hiện tượng sự cố vĩnh cửu có giảm 
hàng năm nhưng vẫn xảy ra trên lưới 
điện. 
Trong những năm gần đây, việc được 
trang bị các thiết bị hiện đại, đáp ứng các 
tiêu chuẩn IEC trên thế giới như nhóm 
chuỗi cách điện gốm sứ, chống sét van 
của các quốc gia phát triển, đã làm giảm 
đáng kể nhiều tác hại của sét trên lưới 
điện truyền tải. Đồng thời, Tập đoàn Điện 
lực Việt Nam và chính phủ cũng đã ban 
hành và áp dụng nhiều quy định, qui 
phạm về việc lắp đặt hệ thống chống sét 
trên đường dây cũng như tại TBA [4-5]. 
TBA 500 kV Hòa Bình được đi vào vận 
hành từ năm 1994. Trải qua hơn 20 năm 
vận hành, mặc dù đã nhiều lần được đại tu 
sửa chữa, tuy nhiên, với thiết kế ban đầu 
và đặc biệt là vị trí địa lý cao của TBA, 
xác suất bị sét đánh vào các công trình 
của TBA là khá cao. Các báo cáo vận 
hành của TBA 500 kV Hòa Bình trong hai 
năm vừa qua, các sự cố xảy ra đều liên 
quan đến khi có thời tiết dông sét tại TBA 
Hòa Bình. Sự cố mới nhất đối với TBA 
500 kV Hòa Bình xảy ra vào cuối năm 
2017, khi pha C của máy biến áp tự ngẫu 
bị sự cố trong thời điểm dông sét. Điều 
này đặt ra bài toán phải xem xét lại các 
yếu tố kỹ thuật, đặc biệt là hệ thống bảo 
vệ chống sét của TBA, nhằm tăng cường 
sự làm việc an toàn cho trạm. Trong nội 
dung của phần tiếp theo, việc tính toán 
mô phỏng bằng EMPT cho hệ thống lưới 
điện phía 500 kV TBA Hòa Bình sẽ được 
trình bày. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
Số 17 3 
Hình 1. Sân phân phối phía điện áp 500 kV của TBA Hòa Bình 
2. MÔ HÌNH EMTP MÔ PHỎNG TRẠM BIẾN 
ÁP 500 kV HÒA BÌNH KHI CÓ SÉT ĐÁNH 
VÀO TRẠM 
Trên thế giới, các phần mềm phân tích về 
chế độ quá độ điện từ (Electromagnetic 
Transients Program.- EMTP) đã được biết 
 ... ích các đáp ứng điện từ của các 
phần tử phi tuyến như chống sét van hay 
SVC [7-8]. 
Mô hình EMTP hệ thống điện phía 500 
kV TBA Hòa Bình được thể hiện trên 
hình 2, với trường hợp đang xét là sét 
đánh vào pha C của cột xuất tuyến phía 
500 kV. 
Hình 2. Mô hình mô phỏng EMTP lan truyền pha C phía 500 kV của TBA Hòa Bình 
2.1. Đặc điểm sân trạm lộ xuất tuyến 
500 kV Hòa Bình 
TBA 500 kV Hòa Bình nhận điện từ 02 lộ 
xuất tuyến từ TBA 220 kV. Đặc điểm của 
sân trạm phía 500 kV được chia ra làm 04 
đoạn đường dây, hình 1: 
 Đoạn từ MBA đến CSV phía 500 kV 
của MBA, khoảng cách 8 m; 
 Đoạn từ vị trí CSV đầu MBA đến cột 
thanh cái 500 kV: 50 m. Sử dụng dây 
3×1750 MCM; 
 Đoạn từ thanh cái 500 kV đến ngăn lộ 
TBA: 90 m. Sử dụng dây: 3×1590 MCM; 
 Đoạn từ ngăn lộ TBA đến cột xuất 
tuyến: 185 m. Sử dụng dây: 3×1590 
MCM. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
4 Số 17 
Ngoài ra, cột xuất tuyến phía 500 kV, sử 
dụng 3 cột điện, mỗi cột tương ứng với 
một pha. Do đó, đối với mô hình mô 
phỏng, khi sét phóng điện vào cột xuất 
tuyến đường dây, thay vì xét cả 3 pha, ta 
tiến hành mô phỏng cho 1 pha của TBA. 
Để mô phỏng chính xác trường hợp sét 
đánh vào TBA, ta quan tâm thêm đến 
đoạn đường dây xuất tuyến đầu tiên, bên 
ngoài TBA, dài 200 m, và coi như được 
nối với hệ thống điện quốc gia có nguồn 
điện áp không đổi 500 kV. 
2.2. Mô hình nguồn, đường dây, cột điện 
Đối với vấn đề nghiên cứu của bài báo, 
trường hợp được đặt ra là hệ thống điện 
đang hoạt động bình thường và có sét 
đánh vào cột xuất tuyến đường dây pha C. 
Nguồn điện được đưa vào mô phỏng là 
nguồn điện lý tưởng có áp không đổi. 
Đường dây điện được mô phỏng gồm các 
đoạn đường dây khác nhau, chiều dài 
khác nhau (miêu tả phần 2.1). Trong 
EMTP, mô hình đường dây có thể lựa 
chọn là mô hình hình Pi, mô hình 
Bergeron, hay mô hình Line data [9]. 
Trong trường hợp này mô hình line data 
được lựa chọn. 
Mô hình cột điện sử dụng trong mô phỏng 
là mô hình CPDL (Constant parameter 
Distributed Line) của IEEE (hình 3). Đặc 
biệt, để mô phỏng sải cánh của cột điện, 
ta sử dụng mô hình air gap leader, với 
chiều dài sải cánh có thể thay đổi (Modul 
DEV4 trong hình 3). Trong trường hợp 
đối với cột điện lưới 500 kV, sải cánh của 
cột điện được chọn lựa có chiều dài tiêu 
chuẩn là 3,2 m. 
(a) (b) 
a) Mô hình lý thuyết; b) Mô hình mô phỏng 
Hình 3. Mô hình mô phỏng của cột xuất tuyến 
N512-3T 31B, lộ đường dây 500 kV Hòa Bình 
Hình 4. Mô hình mô phỏng nguồn xung sét 
2.3. Mô hình nguồn xung sét đánh vào 
trạm 
Nguồn xung sét đánh vào TBA được mô 
phỏng bởi một xung sét tiêu chuẩn 1,2/50, 
với các đặc điểm: có xung đầu sóng dốc, 
đạt giá trị đỉnh trong khoảng thời gian 
dưới 1 µs; thời gian điểm áp giảm xuống 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
Số 17 5 
một nửa trong khoảng thời gian 200 µs và 
hoàn toàn triệt tiêu trong khoảng 1000 µs. 
Trong EMTP, mô hình xung sét được 
chọn là một nguồn dòng, được đặc trưng 
bởi phương trình: 
𝐼(𝑡) = 𝐼𝑚. [𝑒
𝛼𝑡 − 𝑒𝛽𝑡] 
Trong đó: Im = 200 (kA); α= 1,47e4 (1/s); 
β= 2,47e6 (1/s) [14]. 
Nguồn sét được mô phỏng như một nguồn 
dòng nối song song với một điện trở 
400 Ω; hình 4. Trong khi đó, theo thống 
kê của các hiện tượng giông sét tại miền 
Bắc, sự cố xuất hiện với cường độ sét cao 
(Im = 272 kA) đã được ghi nhận trên 
đường dây 274 (T500TT) Thường Tín. 
Các yêu cầu gần đây nhất của NPT (Tổng 
Công ty Truyền tải điện quốc gia), yêu cầu 
các công ty tư vấn điện tính toán dòng sét 
trên đường dây với giá trị lên tới 300 kA. 
2.4. Mô hình thiết bị chống sét van phía 
500 kV 
Phía 500 kV của TBA Hòa Bình, CSV 
được đặt ở đầu MBA tự ngẫu và phía đầu 
ra mỗi ngăn lộ xuất tuyến đường dây, 
hình 1. Thành phần cơ bản của chống sét 
van (CSV) là phần tử điện trở phi tuyến 
ZnO. Đặc tính của điện trở phi tuyến này 
được lấy theo Catalog của sản phẩm ABB 
(type EXLIM-p468-BH550) [10]. 
Có nhiều mô hình CSV được áp dụng 
khác nhau trên thế giới [11-12], trong đó 
mô hình biến thiên trong miền tần số 
(Frequency Dependent Model) được sử 
dụng rộng rãi hơn cả [11]. Theo đó, để mô 
phỏng sự biến thiên phi tuyến theo quan 
hệ V-I được thể hiện bởi 02 điện trở phi 
tuyến A0 & A1, hình 5. Giữa 2 phần tử 
này được kết nối thông qua một bộ lọc 
(R1-L1). Trong trường hợp thiết bị tăng 
xung trước chậm (slow-front surges), bộ 
lọc này có giá trị rất bé và có thể bỏ qua 
(A0 &A1 coi như mắc song song với 
nhau); ngược lại, trong trường hợp tăng 
nhanh xung trước (fast font surges), bộ 
R1-L1 là không thể bỏ qua. Ngoài ra, để 
mô phỏng chính xác sự biến thiên điện áp 
và dòng điện đỉnh chạy trong CSV, phần 
tử điện kháng (L0 & R0) được mắc nối 
tiếp với điện trở phi tuyến; để mô phỏng 
quá trình suy giảm của dòng điện, thành 
phần điện dung C được mắc song song 
với bộ điện trở phi tuyến, hình 5. 
I (A) U (V) I (A) U (V) 
100 0,769 10.000 0,969 
1000 0,850 12.000 0,975 
2000 0,894 14.000 0,988 
4000 0,925 16.000 0,994 
6000 0,938 18.000 1,000 
8000 0,956 20.000 1,006 
Hình 5. Mô hình mô phỏng chống sét van 
phía 500 kV Hòa Bình 
Các giá trị tính toán trong mô hình trên 
được tính toán xác định theo [11] có kết 
quả trong bảng 1, theo số liệu của nhà sản 
xuất [10]. 
Bảng 1. Giá trị tính toán các phần tử trong mô 
hình mô phỏng CSV 
Phần tử R1 L1 R0 L0 C 
Đơn vị Ω μH Ω μH pF 
Giá trị trong 
mô phỏng 
98 22,5 150 0,3 66 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
6 Số 17 
3. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 
3.1. Kết quả trường hợp mô hình hiện 
trạng 
Kết quả mô phỏng cho trường hợp sét 
đánh vào cột điện, đi qua xà cột vào 
đường dây được thể hiện trên hình 6 và 
hình 7. Kết quả cho thấy, trong trường 
hợp này, cả 02 CSV đều làm việc nhưng 
quá điện áp do sét đánh vẫn có giá trị đỉnh 
gần 1600 kV, hình 7. Giá trị này vượt quá 
tiêu chuẩn cho phép của cách điện phía 
500 kV (theo tiêu chuẩn IEC 60071-1 
[13]). Với điện kháng đường dây khoảng 
từ 200-300 Ω, dòng xung sét có giá trị 
đỉnh 200 kA thì điện áp xung xét đánh 
vào TBA có thể lên đến 2000 kV. Do đó, 
trong trường hợp này, các CSV có hoạt 
động nhưng chưa thể đảm bảo giảm sóng 
quá điện áp đánh vào MBA. 
(a) 
(b) 
(c) 
a) Dòng điện chạy từ cột xuất tuyến vào TBA; 
b) Dòng điện qua CSV phía ngăn lộ; c) Dòng điện 
qua CSV phía MBA 
Hình 6. Kết quả mô phỏng dòng điện sét đánh 
vào TBA 
Hình 7. Kết quả mô phỏng điện áp đầu sứ 
xuyên MBA AT2 
3.2. Các giải pháp đề xuất 
Đối với một TBA sẵn có, giải pháp thay 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
Số 17 7 
đổi khoảng cách của các phần tử cũng 
như khoảng cách đến MBA tính từ cột 
xuất tuyến phía đường dây là khó có thể 
thay đổi được. Do đó, các giải pháp khả 
thi cho việc giảm điện áp xung của dòng 
sét đánh vào MBA có thể thực hiện được: 
 Thay đổi khoảng cách của xà cột xuất 
tuyến; 
 Thay đổi CSV lắp đặt cho TBA. 
Ngoài ra, cũng cần chú ý đến giải pháp 
giảm điện trở nối đất của các phần tử nối 
với các phần tử trong TBA. Tuy nhiên, 
giải pháp này khá tốn kém và thời gian 
ngừng cung cấp điện cho sửa chữa lớn, 
không hoàn toàn thích hợp cho hiện trạng 
của TBA. 
3.2.1. Giải pháp thay đổi khoảng cách 
của xà cách điện cột xuất tuyến 
Trường hợp trước tiên có thể xem xét đến 
là thay đổi khoảng cách của xà cột phía 
đường dây. Tuy nhiên, các kết quả tính 
toán, hình 8, cho thấy, việc thay đổi này 
không làm thay đổi đáng kể xung điện áp 
phóng vào MBA. 
Hình 8. Ảnh hưởng khoảng cách sải cánh cột 
xuyết tuyến đến quá điện áp đầu cực MBA 
3.2.2. Giải pháp thay đổi CSV phía MBA 
Mô hình CSV trong [11] chỉ rõ, các tham 
số trong mô hình mô phỏng phụ thuộc vào 
2 yếu tố cơ bản: chiều cao cách điện của 
CSV và số lượng các cột oxit kim loại phi 
tuyến (ZnO) có trong CSV. Với việc thay 
đổi số lượng các cột ZnO phi tuyến, kết 
quả mô phỏng, bảng 2, cho thấy: khi tăng 
gấp hai lần số lượng chuỗi ZnO thì có khả 
năng làm giảm quá điện áp xung sét 
xuống dưới giá trị tiêu chuẩn 1500 kV. 
Điều này có nghĩa là khi tăng cường thêm 
mỗi vị trí CSV trong TBA thêm một CSV 
nữa thì sẽ thỏa mãn yêu cầu kể trên. 
Bảng 2. Giá trị tính toán các phần tử 
trong mô hình mô phỏng CSV 
Mức độ tăng số 
chuỗi ZnO phi 
tuyến so với số 
chuỗi ban đầu (lần) 
1 1,5 4 
Quá điện áp xung 
sét (kV) 
1564 1525 1492 
Điều này cũng hoàn toàn hợp lý và có tính 
logic, do khi tăng số lượng chuỗi phần tử 
ZnO sẽ làm tăng dòng điện qua CSV, do 
đó, làm tăng điện áp sụt giảm qua CSV, 
giúp giảm xung điện áp chạy vào MBA. 
Ngoài các giải pháp kể trên, còn có thể 
tính đến việc thay đổi thiết bị, nâng cao 
khả năng cách điện cho thiết bị. Đối với 
MBA, hiện nay đã xuất hiện các nhà sản 
xuất sứ xuyên MBA, với khả năng cho 
phép chống điện áp xung do sét (1,2/50 
μs) lên giá trị 1550 kV, cho cấp điện áp 
500 kV. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
8 Số 17 
3.2.3. Giải pháp thay đổi điện trở nối đất 
của các thiết bị trong TBA 
Hình 9. Kết quả mô phỏng điện áp phóng điện 
qua chuỗi sứ cách điện cột xuất tuyến 
vào đường dây 
Kết quả mô phỏng giá trị điện áp giữa hai 
đầu chuỗi sứ của cột xuất tuyến, hình 9, 
khi có sét đánh tại đỉnh cột, qua chuỗi sứ 
vào đường dây cho thấy điện áp sét đặt lên 
chuỗi sứ là rất cao, 6700 kV, gây ảnh 
hưởng rất lớn vào trạm. Giải pháp đơn 
giản và hiệu quả là tăng cường khả năng 
tiếp địa của cột xuất tuyến. Các kết quả 
tính toán kể trên được thực hiện với các 
điện trở tiếp địa: chống sét van Rđ = 0,5 Ω; 
cột đường dây Rđ_dây=5 Ω. Như vậy, để 
đảm bảo điện áp xung sét trong phạm vi 
cho phép cần phải có tính toán giảm điện 
trở nối đất của các cột xuất tuyến đầu 
trạm, đặc biệt là nghiên cứu các mô hình 
nối đất để xung sét dễ dàng tản vào hệ 
thống nối đất. Tính toán cho thấy, giá trị 
cho phép của cột xuất tuyến đầu đường 
dây phải có giá trị nhỏ hơn 1 Ω mới thỏa 
mãn trường hợp sét đánh trong mô phỏng. 
Đây có thể là giải pháp hữu hiệu hơn cả, 
tuy nhiên, cần phải có số liệu đo lường 
chính xác hơn các thông số của TBA, để 
có thể đưa ra con số chính xác cho bài 
toán này. 
4. KẾT LUẬN 
Trong trường hợp đặt ra với dòng xung 
xét lớn 200 kA/3μs, trường hợp xét đánh 
vào cột điện phía xuất tuyến có khả năng 
dẫn đến quá điện áp cho phép chạy vào 
MBA. Các kết quả nghiên cứu mô phỏng 
cho trường hợp của TBA 500 kV Hòa 
Bình cho thấy rõ điều này. Việc thay đổi 
khoảng cách lắp đặt của các thiết bị hay 
thay đổi khoảng cách cách điện xà của cột 
xuất tuyến không đem lại hiệu quả rõ rệt. 
Giải pháp mô phỏng cho thấy việc cải tạo 
TBA, theo hướng nhằm giảm điện trở tiếp 
địa của cột điện và tăng cường các chuối 
oxit kim loại phi tuyến của CSV, đem lại 
hiệu quả rõ rệt. 
Đây có thể coi là một hiện tượng cần 
được quan tâm và tính toán lại, đặc biệt là 
việc kiểm tra thiết bị CSV lắp đặt bên 
trong TBA. 
LỜI CẢM ƠN 
Các kết quả nghiên cứu là sự kết hợp giữa tác 
giả và các chuyên gia của phòng thiết kế 
đường dây truyền tải điện, thuộc Trung tâm 1 
- Viện Năng lượng. Tác giả mong muốn được 
gửi lời cảm ơn chân thành tới nhóm nghiên 
cứu kể trên, trong việc thu thập dữ liệu cũng 
như hợp tác tích cực trong việc mô phỏng 
TBA. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
Số 17 9 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Trần Năng Bình, Cẩm nang chống sét, phần 2, NXB Bưu điện, 2012. 
[2]  
[3] Trần Anh Tùng, Trần Thanh Sơn, “SVC operational experiences in Thai Nguyen substation for 
switching overvoltage”, Tạp chí Khoa học & Công nghệ Đại học Công nghiệp, số 42, 10/2017. 
[4] IEC 94-4-Metal Oxide surge arresters without gaps for a.c systems, editions 1991. 
[5] ABB Power Systems, “High Voltage Direct Current Power transmissions”, Refrence List. 
[6] Handfield R.B., Krause D.R., Scannell T.V., and Monczka R.M., 2000, Avoid the pitfalls in supplier 
development, Sloan Management Review, 42(2), 37-49. 
[7] Y. Baba and V.A. Rakov, “Voltages induced on an overhead wire by lightning strikes to a nearby 
tall grounded object,” IEEE Trans. Electromagn.Compat., vol. 48, no. 1, pp. 212–224, Feb. 2006. 
[8] J. Wang, Y. Wang, X. Peng, X. Li, X. Xu, X. Mao, “Induced voltage of overhead ground wires in 
500 kV single-circuit transmission lines”, IEEE Trans. Power Del., vol.29, no.3, pp. 1054-1062, 
2014. 
[9] A. Bur, O. Ozgun and F.H. Magnago, “Accurate modeling and simulation of transmission line 
transients using frequency dependent modal transformations,” IEEE Power Engineering Society 
Winter Meeting. Conference Procedings (Cat.No.01CH37194), Colums,OH,2001; 3: 1443-1448. 
[10] 
e=2&sub=2&EvenTbiID=169&ThongSoID=74&DonviID=1&ChungLoai=5 
[11] "Modeling of Metal Oxide Surge Arresters", IEEE Trans. on Power Delivery, vol. 7, pp. 302-309, 
January 1992. 
[12] Raju Kannadasan, Prasad Valsalal, Ramasamy Jayavel, “Performance improvement of metal-oxide 
arrester for VFTs", Science Measurement & Technology IET, vol. 11, no. 4, pp. 438-444, 2017. 
[13] IEC 60071-1, “Insulation co-ordination - Part 1: Definitions, principles and rules”, 2006. 
[14] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9888-1: 2013. Bảo vệ chống sét - Phần 1: Nguyên tắc chung. 
Giới thiệu tác giả: 
Tác giả Nguyễn Nhất Tùng tốt nghiệp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội năm 2005 
chuyên ngànhh hệ thống điện; nhận bằng Thạc sĩ ngành kỹ thuật điện năm 2006 
và bằng Tiến sĩ ngành kỹ thuật điện tại Trường Đại học Grenoble. Tham gia 
nghiên cứu sau tiến sĩ tại Lab. Ampère (Lyon, Cộng hòa Pháp) từ năm 2010 đến 
2011. 
Lĩnh vực nghiên cứu: nhà máy điện và trạm biến áp, lưới điện thông minh, vật liệu 
điện, các hiện tượng điện từ lưới điện truyền tải. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
10 Số 
17 

File đính kèm:

  • pdfmo_phong_hien_tuong_vuot_nguong_qua_dien_ap_song_set_trong_v.pdf