NGHIÊN CỨU ĐÁP ỨNG QUÁ ĐỘ CỦA HỆ THỐNG NÓI ĐẤT ĐỐI VỚI DÒNG ĐIỆN SÉT TRÊN ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI VIỆT NAM
Kỹ thuật điện
Luận án "Nghiên cứu đáp ứng quá độ của hệ thống nối đất đối với dòng điện sét trên đường dây truyền tải Việt Nam" được thực hiện để giải quyết những hạn chế trong thiết kế và quản lý hệ thống nối đất tại Việt Nam. Hiện trạng thiết kế dựa trên giá trị điện trở một chiều không phản ánh toàn diện tính hiệu quả tản dòng điện sét, bỏ qua các yếu tố như quá trình phóng điện trong đất và truyền sóng trên cột, dẫn đến các sự cố phóng điện dù điện trở thấp và hiệu quả chống sét không đạt kỳ vọng. Các nghiên cứu trước đây trong và ngoài nước chưa giải quyết đầy đủ bài toán đáp ứng quá độ này trong điều kiện cụ thể của Việt Nam.
Mục đích nghiên cứu bao gồm tổng hợp các thiết kế nối đất điển hình cho đường dây 220 kV và 500 kV, đồng thời tổng kết các nghiên cứu về nối đất chống sét. Luận án tính toán đáp ứng quá độ của hệ thống nối đất trong miền tần số để xác định đóng góp của điện trở tản, điện cảm và điện dung vào tổng trở xung. Nghiên cứu cũng xác định điện áp dâng trên hệ thống nối đất trong miền thời gian, đánh giá ảnh hưởng của thông số điện cực, tương tác giữa các điện cực và quá trình ion hóa trong đất đến hiệu quả tản sét. Đặc biệt, luận án xem xét đáp ứng quá độ của hệ thống đầy đủ gồm cột điện và điện cực nối đất để đánh giá ảnh hưởng của truyền sóng trên cột đến điện áp tại cách điện.
Phương pháp nghiên cứu chính là sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) để giải hệ phương trình Maxwell trong cả miền tần số và miền thời gian, từ đó mô phỏng đáp ứng quá độ của hệ thống nối đất, quá trình truyền sóng sét và các hiện tượng đặc trưng. Luận án đã kiểm chứng độ tin cậy của mô hình thông qua so sánh với kết quả thực nghiệm đã công bố. Những đóng góp mới bao gồm phân tích đáp ứng quá độ trong miền tần số cho các hình dạng nối đất phổ biến, làm rõ ảnh hưởng của các thành phần điện cảm, điện dung, điện trở tản. Luận án xây dựng cơ sở khoa học để cải thiện hệ thống nối đất, xác định kích thước và hình dạng hiệu quả, nghiên cứu khả năng tản dòng sét tại từng vị trí điện cực và ảnh hưởng của phóng điện trong đất đến tổng trở xung. Cuối cùng, luận án phân tích truyền sóng sét trong hệ thống đầy đủ cột điện và nối đất, đánh giá ảnh hưởng của hình dạng nối đất đến điện áp trên cách điện.