bảo vệ chống sét sử dụng thiết bị hãng INDELEC, chương 12 pot

Chương 12:
TÍNH LỰA CHỌN CẤP BẢO VỆ DÙNG PHẦN MỀM
MATLAB
I . GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MATLAB :
1. Đònh nghóa :
MATLAB là môi trường tính toán kỹ thuật bằng máy tính.
MATLAB tập hợp các phép phân tích số học, tính toán ma trận,
xử lý tín hiệu và đồ hoạ trong môi trường dễ sử dụng trong đó
các vấn đề và giải thuật được diễn tả bằng các biểu thức toán
học mà không cần phải lập trình phức tạp như các ngôn ngữ
khác .
MATLAB cũng có những công cụ ứng dụng trong một số
lónh vực gọi là các hộp công cụ (toolbox) rất quan trọng đối với
hầu hết người sử dụng MATLAB. Các hộp công cụ bao gồm xử
lý tín hiệu, thiết kế hệ thống điều khiển, tái tạo hệ thống động
lực, nhận dạng hệ thống và các lónh vực khác.
2. Cài đặt MATLAB vào máy tính:
a. Yêu cầu của phần mềm :
Phần mềm MATLAB được chứa trong đóa CD hay bao gồm
nhiều đóa 1,4 MB: đóa hệ thống và các đóa chứa các hộp thoại
công cụ. Do đó để cài đặt MATLAB, cần một máy tính với các
yêu cầu sau :
 Máy tính IBM, Compaq hay hệ thống máy tính tương thích
100 % với một CPU Intel 386, 486, hay CPU hiệu
Pentium.
 Một đóa cứng với ít nhất 30 MB còn trống.
 Bộ nhớ trong phải tối thiểu là 8 MB.
 Một màn hình màu.
 Phần mềm Microsoft Window 3.X trở lên.
 Hệ điều hành MS-DOS version 3.1 hoặc mới hơn.
 Một mouse sử dụng được trong Window.

b. Các bước cài đặt :
Để máy tính sử dụng được MATLAB thì cấu hình tối thiểu
bộ nhớ RAM phải có dung lượng 16 MB hay 32 MB, ổ cứng 1,2
GB trở lên, ổ đóa CD để Install chương trình từ CD – ROM, nếu
không có ổ CD thì nạp chương trình này vào máy từ ổ đóa cứng
phụ đã nạp sẵn phần mềm MATLAB.
Khi để đóa CD vào máy, chương trình Auto Run tự động
chạy.
Nhấp chuột vào INSTALL, hộp thoại Setup xuất hiện.
Một vệt xanh xuất hiện tăng dần từ trái sang phải báo
cho biết việc cài đặt đang tiến hành.
Khi kết thúc quá trình thì hộp thoại Setup Type xuất
hiện.
Chương trình MATLAB cho 3 chế độ cài đặt:
 Typical – cài đặt những phần chung nhất thường được
nhiều người sử dụng.
 Compact – cài đặt những phần hệ tối thiểu.
 Custom –
cho phép người dùng chọn theo ý riêng.
Vì MATLAB 5.3 chiếm dung lượng rất lớn, ở đây chọn
Custom để chọn lựa các phần cần thiết cho phù hợp theo dung
lượng ổ đóa cứng đang còn trống.
Nhấp chuột vào phần Custom – Destination Directory –
mặc nhiên MATLAB chọn đường dẫn thư mục cài đặt ở C:\
program Files\ Odyssey\ -nếu đồng ý thì nhấp vào Next để tiếp
tục. Hộp thoại Welcome xuất hiện.
Nếu không đồng ý thì nhấp vào nút Browse để chỉ đường
dẫn khác. Hộp thoại Choose Directory xuất hiện.
Nhập đường dẫn thư mục cài đặt trong hộp Path ,nhấn OK
tiếp tục cài đặt.

Nhấn Next để tiếp tục cho đến khi hoàn thành quá trình cài
đặt.
c. Khởi động chương trình MATLAB:
Trước tiên khởi động Windows, sau đó kích Mouse vào
biểu tượng MATLAB để kích hoạt chương trình và cửa sổ vùng
làm việc (workspace)của MATLAB. Từ đây có thể bắt đầu làm
việc với chương trình MATLAB.
II.TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CẤP BẢO VỆ :
Những tác hại do sét đánh trực tiếp gây ra, gây thiệt hại
lớn về ngừơi và tàisản, do đó phải yêu cầu lựa chọn cấp bảo vệ.
Trong hầu hết các trường hợp, phải cân nhắc các yếu tố
sau:
 Công trình có nhiều người làm việc.
 Dòch vụ trong công trình hoạt động liên tục.
 Mật độ sét tại vùng xây dựng công trình.
 Chiều cao công trình.
 Công trình có hay không có chứa vật liệu cháy nổ,
các di sản văn hoá không thể thay thế được.
Tùy theo đặc điểm của công trình mà có thể lựa chọn cấp
bảo vệ thích hợp.
Tuỳ theo tỷ số giữa tần số sét chấp nhận được N
c
và tần số
sét tính toán N
d
mà ta có thể quyết đònh lựa chọn cấp bảo vệ
phù hợp.
1. Mục đích:
Tính toán lựa chọn cấp bảo vệ chống sét.
2. Môi trường tính toán:

Môi trường tính toán chống sét là phần mềm MATLAB
5.3.
3. Các số liệu ban đầu:
 Mật độ phóng điện sét N
g
là mật độ phóng điện sét
hằng năm trên một km
2
.
N
g
= N
a
/ 2,2
N
gmax
= 0,04 . N
k
1,25
= N
k
/ 10 = 2N
g
Trong đó :
N
gmax
: mật độ phóng điện sét lớn nhất
N
k
: số ngày dông trung bình trong năm ở một

số đòa phương của Việt Nam do tổng cục khí tượng thuỷ văn
thống kê.
 Tần số sét đánh trực tiếp N
d
:
Trong một năm, tần số này được tính như sau:
N
d
= N
gmax
. A
c
. C
1
. 10
-6
( / năm )
Trong đó :

A
c
: vùng tập trung tương đương của công trình, là
vùng có xác suất bò sét đánh giống như công trình
ở cùng một điều kiện sét.
Đối với công trình có cấu trúc hình hộp chữ nhật
với chiều dài là L, chiều rộng là W, chiều cao là H,
thì vùng tập trung tương đương được tính:
A
c
= LW + 6H( L + W ) + 9H

2
 C
1
: hệ số phụ thuộc vào vò trí công trình
Vò trí công trình C
1
Công trình nằm trong vùng có các cấu trúc khác, cây
cao ngang hoặc cao hơn công trình.
0,25
Công trình bao quanh bởi các công trình khác thấp
hơn.
0,5
Công trình độc lập, không có các công trình khác
trong phạm vi 3H.
1
Công trình nằm trên núi hay đồi cao. 1
Khi vùng tập trung tương đương của công trình bao cho cả
những công trình lân cận thì các công trình lân cận khỏi cần
phải tính toán kỹ.
 Tần số sét chấp nhận được N
c
:
N
c
= 5,5 / C
Trong đó : C = C
2
. C
3
. C

4
. C
5
Với :
 C
2
: hệ số cấu trúc công trình
C
2
Kết cấu Kim loại Thường Dễ cháy
Kim loại 0,5 1 2
Thường 1 1 2,5
Dễ cháy 2 2,5 3
 C
3
: hệ số phụ thuộc vào vật liệu chứa trong công
trình
C
3
Không giá trò và không dễ cháy. 0,5
Giá trò bình thường và có khả năng bắt lửa. 1
Giá trò cao và đặc biệt bắt lửa. 2
Giá trò cao, bắt lửa cao, dễ gây nổ. 3
 C
4
: hệ số phụ thuộc tính năng của công trình
C
4
Không có người làm việc thường xuyên 0,5
Có người làm việc thường xuyên 1

Tập trung đông người, khó sơ tán 3
 C
5
: hệ số phụ thuộc vào tác hại của sét
C
5
Công trình không yêu cầu hoạt động liên tục,
không có tác hại đối với môi trường
1
Công trình yêu cầu hoạt động liên tục ,có tác hại
đối với môi trường
5
Có tác hại đối với môi trường 10
Nếu N
d

N
c
: công trình có thể không cần hệ thống chống
sét.
Nếu N
d
> N
c
: công trình cần thiết phải có hệ thống chống
sét với hệ số E = 1 – N
c
/ N
d
cho phép lựa chọn cấp bảo

vệ cho công trình.
Hệ số E Cấp bảo vệ lựa
chọn
Dòng xung
đỉnh ( KA)
Khoảng cách
tiên đạo ( m )
E > 0,98 Cấp 1 + biện
pháp bảo vệ bổ
sung
- -
0,95  E

0,98
Cấp 1 2,8 20
0,8  E <
0,95
Cấp 2 9,5 45
0 < E < 0,8 Cấp 3 14,7 60
Khi một hệ thống chống sét có hệ số E
’
nhỏ hơn hệ số tính
toán E thì phải sử dụng một số biện pháp bổ sung để tăng cường
hiệu quả của các hệ thống, các biện pháp tiêu biểu là :
 Giảm điện áp bước và điện áp tiếp xúc.
 Giảm ảnh hưởng quá điện áp xung lên các thiết bò
điện tử.
4.
Lưu đồ:
S

Đ

Bắt đầu
Nhập các thông số L, W, H, C1, C2,
C3, C4, C5, Ngm
Nc:=5.5/C2*C3*C4*C5
Ac:=L*W+6*H*(L+W)+9**H²
Nd:=Ac*C1*Ngm*10-²
Nd>Nc
E:=1-Nc/NdE:=1-Nc/Nd E:=1-Nc/Nd

S

Đ S
Đ
Đ
S

5.
Hướng dẫn sử dụng:
 Khởi động MATLAB 5.3.
 Chuyển thư mục hiện hành sang ổ đóa A bằng cách
đánh
c:\>cd A:\


Sau đó gọi file spkt bằng cách ngập lệnh spkt tại dấu
nhắc của chương trình :
A:\>spkt



Giao diện của chương trình xuất hiện như hình ve.õ
0.95E 0.98
0.8E<0.95
E>0.98
Không cần
bảo vệ
Cấp 1 + bổ sung
Cấp 1
Cấp 2
Cấp 3
Kết thúc
 Nhập mật khẩu " anh " vào ô mật khẩu và nhấn
phím Enter (
)
 Cửa sổ làm việc của chương trình xuất hiện như hình
vẽ :
 Nhập các thông số cần thiết vào: chiều dài L, chiều
rộng W, chiều cao H, mật độ phóng điện sét trong
một năm trên một km Ngm, các hệ số của công trình:
C1, C2, C3, C4, C5.
 Đưa con trỏ tới mục tính toán, ấn phím Enter ( ).
 Chương trình tự động tính toán và đưa ra kết quả.
6. Các kết quả:
Nhập vào các thông số: dài L=68m, rộng W=40m, cao
H=11m, C1=1, C2=2, C3=3, C4=3, C5=10. Kết quả tính toán
được hiển thò như sau:
Thay đổi các thông số cần tính toán, dài L=44m, rộng
W=25m, cao H=11m, c1=1, c2=2, C3=3, C4=3, C5=10 ta được
kết quả như sau :