MỞ ĐẦU
Trong các nguồn năng lượng tái tạo như mặt trời, gió, sinh khối,
sóng biển, thủy triều, thủy điện nhỏ, địa nhiệt thì năng lượng gió
được đánh giá là nguồn triển vọng nhất vì giầu tiềm năng, dễ khai
thác trên quy mô lớn, thân thiện với môi trường và ít gây ảnh hưởng
xấu về mặt xã hội. Do đó nguồn năng lượng này đã, đang và sẽ được
nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm phát triển, trong đó có Việt
Nam.
Tuy vậy, các tua bin điện gió (WT) là công trình cao, thường được
lắp đặt ở địa hình trổng trải nên chúng rất bị sét đánh. Thực tế vận
hành điện gió tại nhiều quốc gia trên thế giới cho thấy, hàng năm có
rất nhiều WT phải chịu ảnh hưởng của quá điện áp (QĐA) do sét
đánh trực tiếp hoặc sét cảm ứng và lan truyền gây ra những sự cố
nghiêm trọng, thiệt hại lớn về kinh tế và ảnh hưởng không nhỏ đến
độ tin cậy hệ thống. Vì thế vấn đề nghiên cứu bảo vệ chống sét đối
với các WT gió đã được nhiều tổ chức và cá nhân quốc tế quan tâm
nghiên cứu những năm gần đây. Tuy nhiên đây là vấn đề phức tạp,
phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như mật độ sét, thông số dòng điện
sét, vị trí sét đánh, địa hình lắp đặt - vận hành WT, đặc điểm của WT,
phương thức kết nối các WT, đặc điểm của lưới điện, phương thức
nối đất, phương pháp mô hình các phần tử, phương pháp tính toán
mô phỏng quá trình quá độ điện từ.
Các lý do trên đây cho thấy việc “Nghiên cứu quá điện áp sét và
bảo vệ chống sét cho tua bin gió có kết nối lưới điện” là một yêu
cầu cấp thiết trên cả phương diện lý luận và thực tiễn. Đặc biệt với
Việt Nam, quốc gia đang thúc đẩy phát triển mạnh mẽ nguồn năng
lượng gió, nhu cầu làm chủ các kỹ thuật chống sét cho các WT cũng
như việc đào tạo chuyên gia trong lĩnh vực này.
Mục đích của luận án nhằm i) Tìm hiểu các đặc trưng cơ bản của
WT và các phương pháp tính toán chống sét cho các WT; ii) Xác
định số lần sét đánh trực tiếp vào WT phù hợp với công trình động

I) và Phú Quý 3WT x 2MW đã đưa vào vận hành.
Để tiếp tục thúc đẩy phát triển các nguồn năng lượng tái tạo,
đặc biệt là năng lượng gió, ngày 21 tháng 7 năm 2011, Chính phủ đã
chính thức phê duyệt Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai
đoạn 2011-2020 có xét đến 2030 (Quy hoạch điện VII). Theo đó,
tổng công suất điện gió từ mức không đáng kể hiện nay lên mốc
1.000MW vào năm 2020 và mức 6.200MW vào năm 2030.
1.2. Công nghệ điện gió
Những năm gần đây công nghệ điện gió thế giới liên tục phát triển
liên tục cả về công suất lẫn chiều cao. Tính đến cuối những năm
1980 đầu những năm 1990 các nhà sản xuất WT hàng đầu thế
giới mới chỉ chế tạo được WT thương mại công suất đến 55kW
với chiều cao (gồm cánh và cột trụ) chưa đến 40m, nhưng vài năm trở
lại đây họ đã có thể sản xuất được WT công suất lớn đến 10MW với
chiều cao xấp xỉ 200m.
Các WT có nhiều hình dáng khác nhau, tuy nhiên nếu phân loại
theo cấu hình trục quay của cánh thì chỉ gồm 2 loại WT cơ bản là:
trục đứng và trục ngang. Hiện 90% các WT thương mại công suất lớn
2


đang sử dụng trên thế giới có thiết kế dạng trục ngang 3 cánh đối
xứng cách đều trong không gian một góc 2π/3, vì sự sắp xếp của các
cánh theo thiết kế này cho
phép tua bin luôn luôn tương
tác đầy đủ với gió, ít gây tiếng
ồn khi làm việc, cải thiện
được hiệu suất hơn nhiều so
với loại trục đứng. Vì thế, từ
đây trở về sau thuật ngữ


- QĐA cảm ứng và lan truyền trong HTĐ&ĐK của WT và lưới điện
WF để từ đó khuyến cáo các biện pháp phối hợp cách điện đảm bảo
an toàn cho các phần tử, thiết bị trong hệ thống điện gió.
Sau khi tổng hợp, đánh giá các
nghiên cứu liên quan, Ủy ban kỹ
thuật điện quốc tế (IEC) đã đưa ra
báo cáo kỹ thuật IEC/TR 6140024 (2002) và sau này là tiêu chuẩn
IEC 61400-24 (2010) khuyến cáo
thực hiện các biện pháp bảo vệ
chống sét cho WT cụ thể như sau:
- Hệ thống chống sét đánh trực
tiếp gồm đầu thu sét gắn trên đầu
các cánh, đường dẫn dòng sét qua
vật dẫn trong cánh, vành trượt chổi than, cột trụ và điện cực nối
đất (Hình 1.23).
- Vị trí lắp đặt CSV chống QĐA
sét cho các phần tử, thiết bị trong
HTĐ&ĐK của WT 1,5 ÷ 2MW
được trình bày trên hình 1.25.

Hình 1.23. Đường dẫn dòng điện
sét của WT xuống hệ thống nối đất

Hình 1.25. Vị trí lắp đặt CSV bảo vệ chống QĐA sét cho các phần tử, thiết
bị trong HTĐ&ĐK của WT 1,5 ÷ 2MW hay được sử dụng ở Việt Nam

4



Chương này, tác giả đã thực hiện được một số công việc sau:
1) Tổng hợp tình hình phát triển điện gió thế giới và Việt Nam cũng
như tình hình phát triển công nghệ điện gió những năm gần đây.
2) Tổng hợp, đánh giá các nghiên cứu bảo vệ chống sét cho WT liên
quan đến đề tài. Từ đó chỉ ra những nội dung mà luận án cần tiếp
tục giải quyết.
5


Chương 2. XÁC ĐỊNH SỐ LẦN SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP
VÀO TUA BIN GIÓ
Chương này, tác giả sẽ trình bày khái quát về lý thuyết mô hình
điện hình học (EGM), phương pháp xác định số lần sét đánh trực tiếp
WT theo đề xuất của IEC (Phương pháp IEC) và Dolan (Phương
pháp EGM). Sau đó tác giả sử dụng phương pháp EGM xác định số
lần sét đánh trực tiếp vào WT có kích thước khác nhau lắp đặt tại các
dự án điện gió Việt Nam. Trên cơ sở so sánh kết quả tính toán, tác
giả đề xuất sử dụng phương pháp xác định số lần sét đánh trực tiếp
WT phù hợp.
2.2. Mô hình điện hình học (EGM)
Mô hình điện hình
học dùng để đánh giá
số lần sét đánh vào
công trình có chiều
cao h (Hình 2.1).
Mô hình điện hình
học có thể được tóm
Hình 2.1. Mô hình điện hình học
tắt như sau:
- Khi tiên đạo sét xuất hiện trong vùng BC thì sẽ phóng điện vào cột

hình tròn với tâm chính là vị trí lắp đặt WT (Hình 2.2).
Số lần sét đánh trực tiếp WT
của phương pháp này xác định
theo công thức:
N = Ng.Cd.Ae.10-6 (lần/năm)
Ng là mật độ sét, Ae là diện tích thu
hút sét tương đương của WT trên
mặt đất: Ae = πr2 = 9πh2 (m2), và
Cd là hệ số địa hình lắp đặt WT
(bằng phẳng Cd = 1, đồi núi Cd = 2 Hình 2.2. Diện tích thu hút sét tương
đương của WT trên mặt đất theo
và ngoài biển Cd = 3 ÷ 5).
phương pháp IEC

2.3.2. Phương pháp EGM
Khi đầu thu sét gắn trên cánh
chuyển động, nó tạo thành một
cung tròn vì thế chiều cao của nó
luôn thay đổi phụ thuộc vào vị trí
của đầu thu sét trên cung tròn.
Phương pháp này xét đến đồng
thời sự thay đổi đầu thu sét và
chiều cao của WT nên diện tích
thu hút sét tương đương của WT
trên mặt đất không phải chỉ có
hình tròn mà còn có thêm phần
diện tích hình chữ nhật (Hình 2.3).

Hình 2.3. Diện tích thu sét tương
đương của WT trên mặt đất theo


  r

I C ( A )

3

2
2


 2 r2 w ( A ) f  I dI  f ( A ) d  A




Trong đó:
θA là góc lệch cánh so với trục hoành: 0 ≤ θA ≤ 2π
Chiều rộng hình chữ nhật thu sét: w(θA) = Hb[cosθA- cos(θA+2π/3)]
Chiều cao thu sét của WT:
h(θA) = Ht + HbsinθA
7


Dòng điện sét giới hạn xác định theo công thức:
 ln h  A  / 10   
I C ( A )  exp 

0 , 65


2

Như vậy khác với phương pháp IEC, diện tích thu hút sét tương
đương của WT trên mặt đất theo phương pháp EGM xét đến đồng
thời sự biến thiên của dòng điện sét và chiều cao của WT.
2.4. Xác định số lần sét đánh WT theo phương pháp EGM
Kết quả xác định số lần sét đánh WT có công suất và kích thước
khác nhau theo mật độ sét Việt Nam (với các giả thiết kích thước WT
như trong bảng 2.3 và hệ số địa hình Cd = 1) thể hiện trên hình 2.7.
Bảng 2.3. WT có công suất và
kích thước khác nhau

V29-0,225MW

Ht
(m)
30

Hb
(m)
14,5

2

V47-0,66MW

40

23,5


45

7

V112-3MW

94

56

TT

Loại WT

1

Hình 2.7. Số lần sét đánh WT chiều
cao khác nhau theo mật độ sét Việt Nam

Hình 2.7 cho thấy, số lần sét đánh phụ thuộc vào mật độ sét khu
vực lắp đặt WT và kích thước của WT (chiều cao cột trụ Ht và chiều
dài cánh Hb). Trong đó, kích thước của WT là yếu tố có ảnh hưởng
rất lớn đến số lần sét đánh trực tiếp WT trung bình hàng năm. Kết
8


quả so sánh giữa sự gia tăng kích thước của các WT và sự gia tăng số
lần sét đánh trực tiếp vào các WT (so với V29) được tổng hợp trong
hai cột được tô đậm của bảng 2.4 cho thấy rõ điều này (giả thiết nơi
lắp đặt WT cùng mật độ sét Ng = 5,7 lần/km2/năm).


V29 (0,225MW)

30

14,5

44,5

-

0,3

-

2

V47 (0,66MW)

40

23,5

63,5

1,4

0,7

2,3


10,0

5

V80 (1,5÷2MW)

67

39

106

2,4

3,5

11,7

6

V90 (2÷2,5MW)

80

45

125

2,8

Kết quả tính toán so sánh số
lần sét đánh trực tiếp WT giữa
phương pháp IEC và EGM
trên hình 2.8 cho thấy: Với các
WT có chiều cao thấp dưới
110m số lần sét đánh giữa hai
phương pháp cho kết quả gần
giống nhau, nhưng khi WT có
chiều cao lớn từ 110m trở lên Hình 2.8. So sánh So sánh số lần sét
số lần sét đánh giữa hai đánh trực tiếp WT theo phương pháp
phương pháp sai khác nhau rất IEC và EGM (ứng với kích thước WT
và mật độ sét khác nhau)
nhiều.
9


Điều này là dễ hiểu vì khi WT công suất nhỏ - cánh ngắn, phần
diện tích thu hút sét hình chữ nhật của WT trên mặt đất nhỏ nên kết
quả tính toán số lần sét đánh WT giữa 2 phương pháp gần như giống
nhau. Tuy nhiên, khi WT công suất lớn - cánh dài, phần diện tích
hình chữ nhật thu hút sét của WT trên mặt đất lớn nên số lần sét đánh
WT giữa hai phương pháp sai khác nhau rất nhiều.
So với phương pháp IEC, phương pháp EGM kể đến đồng thời
hai yếu tố sát với thực tế luôn biến thiên là dòng điện sét và chiều cao
tổng thể của WT (luôn chuyển động phụ thuộc vào chiều dài cánh)
do đó chắc chắn sẽ cho kết quả chính xác hơn, đặc biệt với các WT
có kích thước cao trên 110m.
2.6. Kết Luận
Trong chương 2, tác giả đã thực hiện được một số vấn đề sau:
1) Giới thiệu lý thuyết mô hình điện hình học (EGM) và các phương

được mô hình bằng tổng trở
sóng với tốc độ truyền
sóng.
- Vành trượt - chổi than có
kích thước nhỏ nên được
mô hình bằng điện trở
không đổi.
- Đường dẫn dòng điện sét
qua cột trụ, trong đó lắp đặt
các đường cáp được chia
đều thành 10 đoạn bằng
nhau và mô hình bằng một
mạch tương đương với
thông số R, L, C rải đều
trên mỗi đoạn (từ đỉnh
xuống chân cột trụ) như
Hình 3.5. Mô hình mạch tương đương
trên
đường dẫn dòng sét qua cột trụ WT
trên hình 3.5.
- Nguồn điện sét được mô hình bằng một nguồn dòng lý tưởng i(t) là
hàm Heidler nối song song với tổng trở sóng của kênh sét Zs.
- Các CSV được sử dụng để hạn chế QĐA sét trong HTĐ&ĐK của
WT mô hình bằng điện trở phi tuyến V-A.
3.3. Chọn WT và tính toán thông số mô hình các phần tử
Đối tượng WT được lựa chọn cho nghiên cứu QĐA sét cảm ứng
trong chương này là loại điển hình đã, đang và sẽ lắp đặt tại các dự
án điện gió của Việt Nam với các thông sô kỹ thuật cơ bản:
- Máy phát điện công suất 1,5MW đặt trong thùng, MBA 2MVA0,69/22kV đặt dưới chân cột trụ.
- Cánh dài 39m, vật dẫn trong cánh bằng nhôm tiết diện 25mm2.

trụ).
Kết quả mô phỏng cho
thấy, điện thế cũng như
QĐA trên cách điện tại
các điểm trên các đường
cáp giảm dần từ điểm đầu
(phía đỉnh cột trụ) xuống
điểm cuối (phía chân cột
trụ) do các điện dung
thành phần giữa cột trụ
với đất, giữa cáp với cột
trụ có trị số tăng dần từ đỉnh xuống chân cột trụ và do tổn hao trên
các điện trở thành phần. QĐA cảm ứng lớn nhất trên cách điện của
đường cáp điện phía chân so với phía đỉnh cột trụ giảm khoảng 2 lần
(368kV so với 181kV), còn QĐA sét cảm ứng trên cách điện đường
cáp điều khiển phía chân giảm khoảng 3,4 lần so với phía đỉnh cột trụ
(591kV so với 176kV). Điều này gợi ý, nên hạn chế bố trí tối đa việc
lắp đặt các TBĐ&ĐK tại phía đỉnh cột trụ ngay từ khâu thiết kế.
12


Dòng điện qua CSV lắp đặt tại cuối đường cáp (phía chân cột trụ)
là 2,2kA giảm trung bình 1,3 lần so với CSV lắp đặt tại đầu đường
cáp (phía đỉnh cột trụ). Do vậy, nên sử dụng các CSV có mức hấp thụ
năng lượng thấp hơn để lắp đặt bảo vệ cho các phần tử, TBĐ&TBĐK
lắp đặt phía dưới chân cột trụ so với phía đỉnh cột trụ.
Các mô phỏng tiếp theo tác giả sẽ xem xét sự ảnh hưởng của: trị
số điện trở nối đất, thông số dòng điện sét, khoảng cách lắp đặt
đường cáp so với cột trụ đến QĐA trên cách điện đầu và cuối các
đường cáp - đây cũng chính là QĐA trên cách điện của TBĐ&TBĐK


thiết bị hạ áp. Vì thế, để đảm bảo an toàn cho các TBĐ&TBĐK của
WT nhất thiết phải nghiên cứu biện pháp tăng cường nhằm hạn chế
QĐA nguy hiểm với bất cứ phóng điện sét nào vào WT.

Hình 3.25. Biên độ QĐA trên cách
điện đầu các đường cáp theo biên
độ dòng điện sét

Hình 3.26. Biên độ QĐA trên cách
điện cuối các đường cáp theo biên
độ dòng điện sét

+ Thời gian đầu sóng: QĐA
trên cách điện hai đầu các
đường cáp theo thời gian đầu
sóng là 1,2μs, 2μs, 5μs, 8μs
và 10μs được so sánh trên
hình 3.27 (cùng biên độ
30kA). Kết quả cho thấy, khi
thời gian này nhỏ hơn hoặc
Hình 3.27. Biên độ QĐA trên cách
bằng 5μs, sự gia tăng QĐA
điện
đầu và cuối các đường cáp theo
sét cảm ứng trong HTĐ&ĐK
thời gian đầu sóng dòng điện sét
của WT là rất lớn, nhưng khi
lớn hơn 5μs ảnh hưởng là khá nhỏ. Điều đó cho thấy ảnh hưởng của
thành phần điện cảm trong cáp chỉ đáng kể đối với sóng sét có độ dốc

- Nên thực hiện nối đất với trị số điện trở nhỏ hơn hoặc bằng 3Ω để
dễ dàng giảm mức QĐA xuống trị số an toàn cho TBĐ&ĐK của WT.
- Thông số dòng điện sét (biên độ và thời gian đầu sóng) nơi dự kiến
lắp đặt các WT nên được nghiên cứu đo lường sẽ giúp việc xác định
QĐA sét cảm ứng trong HTĐ&ĐK của WT chính xác hơn. Từ đó có
biện pháp bảo vệ chống QĐA sét trong hệ thống này phù hợp.
- Nên lắp đặt các đường cáp xa cột trụ nhất có thể để giảm mức QĐA
sét cảm ứng trên cách điện của các phần tử, thiết bị trong HTĐ&ĐK
của WT.
Chương 4. PHÂN TÍCH QUÁ ĐIỆN ÁP SÉT LAN TRUYỀN
TRONG LƯỚI ĐIỆN TRANG TRẠI GIÓ
Nguyên nhân phát sinh QĐA sét lan truyền trong WF có thể do
sét đánh vào WT hoặc sét đánh vào đường dây trên không trung áp
nối WF với lưới điện hệ thống (hoặc lưới điện địa phương).
- Khi sét đánh vào WT bất kỳ trong WF, dòng điện sét được dẫn
xuống hệ thống nối đất, một phần dòng điện sét sẽ “xông ngược” qua
các CSV và các điện dung ký sinh giữa các cuộn dây của MBA so
với đất gây nên QĐA nguy hiểm trong lưới điện WF.
- Sét đánh vào đường dây trung áp trên không nối với lưới điện cũng
có thể gây nên QĐA nguy hiểm lan truyền vào trong lưới điện WF.
15


Chương này sẽ nghiên cứu QĐA sét lan truyền trong lưới điện
WF điển hình của Việt Nam theo các nguyên nhân kể trên bằng việc
sử dụng phần mềm phân tích quá trình quá độ điện từ ATP/EMTP.
4.2. Mô hình các phần tử cho nghiên cứu quá điện áp sét lan
truyền trong lưới điện trang trại gió
Mô hình các phần tử như cánh, vành trượt - chổi than, CSV và
nguồn điện sét đã được trình bày trong mục 3.2 (chương 3). Trong

tổng hợp trong bảng 4.2.
Hình 4.4. Mô hình WF tỉnh Ninh Thuận
16


4.4. Phân tích quá điện
Bảng 4.2. Mô hình và kết quả tính toán
các thông số mô hình các phần tử
áp sét lan truyền trong
lưới điện trang trại gió
4.4.1. Sét đánh vào WT
Mô phỏng đầu tiên, giả
thiết sét đánh vào cánh
WT1 với dòng sét 30kA
(1,2/50μs) và điện trở nối
đất mỗi WT là 5Ω. Kết quả
mô phỏng cho dạng sóng
QĐA phía cao áp và hạ áp
của MBA WT1 đến WT5
trên hình 4.8 và 4.9.
Hình 4.9 cho thấy, biên
độ QĐA tại phía hạ áp của
MBA WT1 lớn nhất đạt
35kV và giảm dần từ 3kV
với WT2 (gần WT1 nhất) đến 1kV với WT5 (xa WT1 nhất). Do đó,
phía hạ áp các MBA WT cần có biện pháp bảo vệ chống QĐA tránh
gây phóng điện nguy hiểm.

Hình 4.8. Sóng QĐA (pha A) phía
cao áp của các MBA WT1 đến WT5

56,4kV, còn nếu nối đất là 1Ω thì chỉ là 20,1kV và 3,6kV.
Như vậy, nếu trị số điện
trở nối đất giảm 10 lần thì
QĐA phía cao áp của MBA
WT1 giảm 9 lần, còn phía hạ
áp của MBA WT1 giảm đi
15,7 lần. Do đó giảm điện trở
nối đất là biện pháp đơn giản
nhất để hạn chế mức QĐA sét
nguy hiểm trên cách điện của Hình 4.14. Biên độ QĐA phía cao và hạ
áp MBA WT1 theo trị số điện trở nối đất
thiết bị hạ áp của WT.

Hình 4.15. Sóng QĐA phía cao áp
MBA WT1 theo hình thức nối đất
độc lập (1) và nối đất chung (2)

Hình 4.17. Sóng QĐA phía hạ áp
MBA WT1 theo hình thức nối đất
độc lập (1) và nối đất chung (2)

18


- Kết quả mô phỏng so sánh dạng sóng QĐA phía cao áp và hạ áp
của MBA WT1 theo hình thức nối đất độc lập và nối đất chung thể
hiện trên hình 4.15 và 4.17.
Như vậy, nếu WF sử dụng hình thức nối đất chung thì biên độ
QĐA tại WT bị sét đánh giảm trên 3 lần (cả phía áp cao và hạ áp của
MBA WT) so với hình thức nối đất độc lập.

thứ hai (xa lưới hệ thống)
WT5 khi sét đánh vào các WT này
19


4.4.2. Sét đánh vào đường dây trên không gây QĐA trong WF
a) Đường dây trên không không có DCS, sét đánh vào dây pha. Vị
trí sét đánh gần hay xa WF ảnh hưởng không nhiều đến QĐA sét
truyền vào WF. Khi dòng sét là 30kA (1,2/50μs), WF nối đất độc lập
tại mỗi WT là 5Ω thì QĐA lớn nhất tại phía cao áp và hạ áp của
WT1 dao động lần lượt trên dưới 100kV và 20kV ứng với hai cấp
điện áp kể trên của WT1. Điều này được lý giải QĐA chỉ bị hạn chế
bởi tổn thất tự nhiên trong quá trình truyền sóng trên đường dây.
b) Đường dây trên không có DCS, sét đánh vào dây DCS với giả
thiết: Dòng sét 30kA (1,2/50μs), WF nối đất độc lập tại mỗi WT là
5Ω, sét đánh vào tại vị trí cách WF lần lượt là (1) 60m, (2) 300m, và
(3) 600m. Kết quả mô phỏng cho thấy:
- Biên độ QĐA sét tại phía cao áp và hạ áp của MBA WT1 (gần
đường dây trên không nhất) được tổng hợp so sánh trên hình 4.29.
Sét đánh vào dây DCS ở vị trí càng xa WF thì QĐA truyền vào WF
càng giảm do một phần lớn năng lượng sét được hấp thụ trực tiếp
xuống hệ thống nối đất tại các cột điện.
- Trong trường hợp sét đánh vào
DCS ở vị trí (1) gần WF nhất,
DCS có tác dụng giảm mức
QĐA phía cao áp của WT1
xuống dưới mức điện áp xung
(BIL = 110÷150kV). Tuy nhiên,
QĐA phía hạ áp của WT1 mặc
dù cũng giảm nhưng vẫn lớn

Mục này sẽ so sánh QĐA trong WF
có cấu hình khác nhau khi sét đánh các
WT và đường dây trên không 22kV
nối WF với lưới điện. Giả thiết rằng:
- 5WT nối với nhau theo 4 cấu hình
WF khác nhau A, B, C và D (Hình
4.33 đến 4.36).

Hình 4.33. Cấu hình A

Hình 4.36. Cấu hình D

Hình 4.34. Cấu hình B

Hình 4.35. Cấu hình C

- Nối đất của WF độc lập tại mỗi WT là 10Ω.
21


- Đường cáp 22kV nối giữa các WT với nhau cùng 0,3km, đường dây
trên không 22kV nối WF với TBA 110kV dài 10km có treo DCS.
- Dòng điện sét 30kA (1,2/50μs).
a) Khi sét đánh vào WT1 đến WT5
Kết quả so sánh QĐA phía cao áp và hạ áp của WT1 đến WT5 khi
sét đánh vào các WT này theo các cấu hình WF khác nhau được trình
bày trên hình 4.42.

b)


4) Nghiên cứu, xem xét các yếu tố ảnh hưởng đến QĐA lan truyền
trong lưới điện WF đã lựa chọn như vị trí sét đánh, thông số dòng
điện sét, hệ thống nối đất, cấu hình WF. Từ đó đưa ra khuyến cáo các
biện pháp bảo vệ chống QĐA sét nhằm hạn chế sự nguy hiểm cho
cho các phần tử, thiết bị của WF.
KẾT LUẬN
Kết quả nghiên cứu và đóng góp mới của luận án được thể hiện ở
những điểm sau đây:
1) Tổng hợp cơ sở lý luận, đánh giá các công trình nghiên cứu liên
quan, xác định nội dung luận án cần đi sâu giải quyết.
2) Đánh giá, đề xuất sử dụng phương pháp xác định số lần sét đánh
trực tiếp WT trung bình hàng năm trên cơ sở lý thuyết mô hình
điện hình học (EGM). Phương pháp EGM xem xét đến đặc điểm
khác biệt của WT (có các cánh luôn quay trong gió) so với các
công trình tĩnh như trạm biến áp, đường dây tải điện. Phương
pháp EGM cũng đã được tác giả ứng dụng tính toán số lần sét
đánh cho WT có dải chiều cao (ứng với công suất phát) khác
nhau được lắp đặt, vận hành tại các vùng có mật độ sét khác nhau
ở Việt Nam. Kết quả tính toán số lần sét đánh trực tiếp đối với
các WT có kích thước khác nhau được lặp đặt ở những vùng có
mật độ sét khác nhau tại Việt Nam có thể dùng làm tài liệu tra
cứu, tham khảo cho các chủ đầu tư cũng như các nhà tư vấn, thiết
kế, xây dựng các dự án điện gió ở Việt Nam.
3) Khi các WT bị sét đánh, trên đường dẫn dòng sét qua cột trụ thép
rỗng (trong đó có lắp đặt các đường cáp điện và điều khiển), do
sự thay đổi từ trường của dòng điện sét và điện trường trên các
điện dung ký sinh giữa cột trụ với đất, cột trụ với các đường cáp
sẽ xuất hiện QĐA sét cảm ứng gây nguy hiểm cho các phần tử,
thiết bị trong HTĐ&ĐK của WT. Mô hình mạch điện tương
đương với các thông số rải đều trên mỗi đoạn dài của đường dẫn

trong WF cho nghiên cứu quá điện áp sét cảm ứng và lan truyền,
làm cơ sở hữu ích cho các nghiên cứu sau này liên quan đến quá
điện áp sét trong WF. Trên cơ sở phần mềm ATP/EMTP, luận án
đã làm rõ các yếu tố ảnh hưởng đến trị số quá điện áp lan truyền
trong một WF như thông số dòng điện sét (biên độ và thời gian
đầu sóng), khoảng cách giữa các WT trong một WF, vị trí sét
đánh, phương thức nối đất và trị số điện trở nối đất, DCS và
CSV, hình thức kết nối các WT trong WF. Từ đó đề xuất các
biện pháp nhằm giảm thiểu mức độ ảnh hưởng của quá điện áp
sét đến cách điện của thiết bị ở cả phía cao áp và hạ áp của MBA
tăng áp của tua bin gió. Đây có thể coi là các gợi ý quan trọng
giúp các nhà tư vấn, thiết kế và lắp đặt các dự án điện gió thực
hiện các biện pháp bảo vệ chống sét hiệu quả nhằm nâng cao độ
tin cậy và an toàn cho các phần tử, thiết bị của WT (WF) đã,
đang và sẽ được xây dựng ở Việt Nam.
24