Nghiên cứu ảnh hưởng của cách ghép lá thép tới phân bố từ cảm trên các khối trụ của cuộn kháng bù ngang bằng phương pháp phần tử hữu hạn

Trong bài viết này, phương pháp phần tử hữu hạn được áp dụng để khảo sát các kiểu ghép lá thép khác nhau, cắt vát góc xung quanh khối trụ để tránh bão hòa mạch từ tồn tại ở vùng góc mép của các lá thép. Thông qua kết quả đạt được, bài báo đưa ra đề xuất kiểu ghép phù hợp cho các khối trụ của cuộn kháng bù ngang ứng dụng trong lưới điện cao áp và siêu cao áp tại Việt Nam.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ảnh hưởng của cách ghép lá thép tới phân bố từ cảm trên các khối trụ của cuộn kháng bù ngang bằng phương pháp phần tử hữu hạn Vol 2 (2) (2021) Measurement, Control, and Automation Website: https:// mca-journal.org ISSN 1859-0551 Nghiên cứu ảnh hưởng của cách ghép lá thép tới phân bố từ cảm trên các khối trụ của cuộn kháng bù ngang bằng phương pháp phần tử hữu hạn Studying the influence of steel arrangements on magnetic flux density distributions in core blocks of the shunt reactors via a finite element method Phạm Minh Tú1, Bùi Đức Hùng1, Dũng Đặng Chí1, Trần Văn Thịnh1, Phùng Anh Tuấn1 and Đặng Quốc Vương1 1 Khoa Điện, Trường Điện – Điện tử, Trường đại học Bách Khoa Hà Nội E-mail: hung.buiduc@hust.edu.vn Tóm tắt Cuộn kháng bù ngang dùng để hấp thụ lượng công suất phản kháng dư thừa được sinh ra bởi dung dẫn đường dây khi vận hành không tải hoặc non tải, cân bằng công suất phản kháng trên hệ thống, tránh quá điện áp cuối đường dây, duy trì ổn định điện áp ở mức quy định. Cuộn kháng bù ngang được thiết kế với các khe hở phân bố trên trụ để tăng từ trở mạch từ, tăng năng lượng tích trữ khu vực khe hở. Tuy nhiên, xung quanh các khe hở luôn tồn tại và phát sinh thành phần từ trường tản, các thành phần từ trường tản hướng từ khối trụ này tới khối trụ khác và hợp với hướng cán của các lá thép theo các góc khác nhau làm ảnh hưởng đến các thông số của cuộn kháng, dẫn đến sự phân bố từ cảm trên các khối trụ không đồng đều. Trong bài báo này, phương pháp phần tử hữu hạn được áp dụng để khảo sát các kiểu ghép lá thép khác nhau, cắt vát góc xung quanh khối trụ để tránh bão hòa mạch từ tồn tại ở vùng góc mép của các lá thép. Thông qua kết quả đạt được, bài báo đưa ra đề xuất kiểu ghép phù hợp cho các khối trụ của cuộn kháng bù ngang ứng dụng trong lưới điện cao áp và siêu cao áp tại Việt Nam. Từ khóa: Cuộn kháng bù ngang, mật độ từ cảm, mạch từ, cách ghép các lá thép, phương pháp phần tử hữu hạn. Abstract hấp thụ lượng công suất phản kháng dư thừa được sinh ra bởi dung dẫn đường dây, cân bằng công suất phản kháng trên hệ The shunt reactor is used to absorb excess reactive powers generated thống [1]-[3]. Các CKBN thường được thiết kế với các khe hở by capacitive powers on the lines for no-load or low-load operations, phân bố trên trụ nhằm tăng từ trở mạch từ, tăng năng lượng balance of reactive powers in electrical systems, avoiding the over- tích trữ khu vực khe hở, giảm kích thước mạch từ. Thể tích voltage at the line end and maintaining the voltage stability at the của các khe hở này phụ thuộc vào công suất phản kháng và từ specified level. The shunt reactor is designed with air gaps in the cảm mạch từ được lựa chọn. Hơn nữa, sự có mặt của các khe iron core to increase reluctances, more energy is stored in the air gaps. However, the fringing flux always appears and exist arround hở trên trụ làm xuất hiện từ trường tản xung quanh [4]-[6], từ air gaps. This component orients from this core block to another that thông tản này hướng vào các lá thép theo các góc khác nhau is suitable to the direction of laminations with different angles, làm ảnh hưởng đến các thông số của CKBN, trong đó có sự making influence to the shunt reactor parameters, where appearing gia tăng từ cảm xung quanh các khối trụ, dẫn đến sự phân bố the fringing flux around the iron core blocks, leading to uneven từ cảm trên khối trụ không đồng đều. Phân bố từ cảm liên distribution of the mangetic flux in the iron cores. In this paper, a quan trực tiếp tới phân bố ứng suất và lực điện từ trên các khối finite element method is applied to investigate different types of lam- trụ, là một trong những nguyên nhân chính gây rung ồn trong ination matching, cutting the bevel around the iron cores to avoid CKBN. Sự phân bố từ cảm trên khối trụ phụ thuộc vào các saturation of the magnetic circuit existing in the edge corner of the cách ghép lá thép có hướng ghép khác nhau. steel sheets. Through the obtained results, the paper proposes a suit- able coupling type for the core blocks of shunt reactors applied in Trong bài báo này, nhóm tác giả áp dụng phương pháp high and supper-high voltage systems in Vietnam. phần tử hữu hạn (FEM) để khảo sát và xác định phân bố từ cảm trong các khối trụ với các kiểu ghép lá thép khác nhau. Để xây dựng được mô hình mô phỏng đối tượng và xác 1. Đặt vấn đề định hướng ghép lá thép cho các khối trụ, hệ tọa độ lá thép được thiết lập theo các hướng: hướng cán lá thép (RD), ngang Cuộn kháng bù ngang (CKBN) là phần tử quan trọng, với hướng cán (TD) và hướng ghép lá thép (LD) tương ứng được sử dụng rộng rãi để nâng cao tính ổn định, hiệu quả trong với hệ tọa độ OXYZ. Việc khảo sát phân bố từ cảm ứng với hệ thống truyền tải và phân phối điện năng. Khi vận hành các cách ghép lá thép trụ khác nhau là cần thiết và là vấn đề không tải hoặc non ...