Cấp điện áp

Cấp điện áp danh định của đường dây (110 / 220 / 500 kV). Dùng để tính điện áp pha U_φ = U/√3 khi chiết giảm dòng theo vị trí sự cố, và để đặt các giá trị mặc định (khoảng cách 2 dây chống sét D, Z_line).

Dòng ngắn mạch 1 pha tại thanh cái I″k1 (kA, RMS)

Giá trị quan trọng nhất — quyết định tiết diện dây chống sét. Lấy từ báo cáo tính ngắn mạch của lưới (PowerFactory / ETAP / CAPE, hoặc do cấp điều độ cung cấp), lập theo IEC 60909-0.
Giá trị điển hình tại Việt Nam:

Cấp điện áp	I″k1 điển hình	I″k1 thiết kế max
110 kV	10–25 kA	31,5 kA
220 kV	25–40 kA	50 kA
500 kV	40–63 kA	80 kA

Nếu tuyến được cấp từ hai đầu, nhập thêm I″k1 đầu B ở nhóm Tham số bổ sung — phần quét toàn tuyến sẽ chạy hai kịch bản và lấy giá trị nặng hơn.

Thời gian cắt sự cố t_f (s)

Tổng thời gian cách ly sự cố = thời gian rơ-le tác động + thời gian máy cắt mở, theo hồ sơ bảo vệ của dự án.
• Bảo vệ chính: 0,1–0,5 s (thường dùng cho thiết kế).
• Bảo vệ dự phòng: 0,8–1,0 s (kịch bản bảo vệ chính hỏng).
Phần mềm không tự quy định giá trị này — các dải trên là kinh nghiệm thực tế, người thiết kế nhập theo hồ sơ bảo vệ.

Về biên dự phòng / hệ số an toàn

Phần mềm tính theo công thức gốc IEC 60364-5-54 Annex A: S_min = I × √t / K — không có hệ số an toàn nhân thêm, vì các tiêu chuẩn IEC / IEEE 1138 / 11 TCN-19:2006 không quy định hệ số an toàn cho tính toán nhiệt (hệ số 2,5 trong 11 TCN-19:2006 chỉ áp dụng cho cường độ cơ học so với RTS).
Muốn dự phòng phát triển lưới: tự nâng I″k1 đầu vào (ví dụ dùng giá trị quy hoạch 5–10 năm tới). Đây là kinh nghiệm thực tế, không bắt buộc bởi tiêu chuẩn.

Chọn dây từ catalog

Thư viện 37 dây: OPGW 24 model (18 theo catalog TG Cable 2014 · 5 theo bảng kỹ thuật trong file A.2 của xí nghiệp là 57 · 70 ×2 · 90 · 150 mm² · riêng 81 mm² theo bảng chuyên gia dây dẫn), TK thép mạ kẽm (ΓOCT 3062/3063), AACSR Phlox/Pastel (NF C 34-125). Tên dây OPGW ghi đủ tiết diện · RTS · SCC · số sợi quang vì cùng một tiết diện có nhiều model có RTS/SCC rất khác nhau — thư viện có hai dây cùng gọi "70 mm²" và ba dây cùng gọi "150 mm²", phân biệt bằng SCC. Cột Nguồn ở thẻ Thư viện dây cho biết từng dây lấy số liệu từ đâu — dây chưa có datasheet gốc được ghi rõ.
Chọn dây xong, phần mềm tự điền thông số catalog (nhóm Thông số dây theo catalog — bấm để mở xem) và tự tính Z_g cho thẻ phân bố dòng ở mục VII.

Hệ số K — công thức đoạn nhiệt

IEC 60364-5-54 Annex A: K = √[Q_c·(β+20)/ρ_20 · ln((β+θ_f)/(β+θ_i))], đơn vị A·√s/mm².

Vật liệu	K	Nguồn
OPGW	suy từ SCC datasheet	K = 1000·√SCC/S — khớp đúng xung lượng nhiệt nhà sản xuất công bố
GSW thép mạ kẽm (θ_f=200°C)	56	tính theo Annex A, tham số thép Q_c=3,80·10⁻³ · β=202 · ρ_20=138·10⁻⁶, θ_i=40°C → 55,7
AACSR Phlox/Pastel (θ_f=200°C)	81,0–91,8 theo kết cấu từng dây	từ v3.40: mô hình hai vật liệu ghép nhiệt (hợp kim Aldrey + lõi thép 18,9–51,4%, NF C 34-125) — Phlox 90,1 / 86,5 / 86,6 / 83,7 / 81,0 · Pastel 91,6–91,8; nhất quán với k = 91–93 trong file tính A.2 của xí nghiệp
ACS Alumoweld	91	tham khảo theo vật liệu

Với OPGW, phần mềm đánh giá trực tiếp theo SCC datasheet (chính xác hơn K). Với TK/AACSR, SCC trong thư viện là giá trị suy ra từ K — khi làm hồ sơ chính thức nên yêu cầu nhà cung cấp cấp SCC/Type Test thật.

Nhiệt độ giới hạn θ_f (°C)

Phần mềm dùng 200°C cho mọi vật liệu (giới hạn ống quang trong OPGW · giới hạn nhôm · giữ nguyên lớp mạ kẽm của GSW). Từ v3.29, θ_f tham gia trực tiếp công thức K của dây thép và AACSR — sửa θ_f thì K tự tính lại (thép theo Annex A; AACSR theo mô hình hai vật liệu ghép nhiệt từ v3.40). Riêng OPGW không đổi vì K của OPGW suy từ SCC datasheet.

Tham số bổ sung (nhóm thu gọn)

• I″k1 đầu B: nhập khi tuyến cấp từ 2 đầu.
• θ_i: nhiệt độ dây ngay trước sự cố, mặc định 40°C (kinh nghiệm cho khí hậu Việt Nam). Từ v3.29, sửa θ_i thì K tự tính lại theo Annex A — θ_i cao → K nhỏ → tiết diện cần lớn hơn (thép: 40°C → 55,7; 30°C → 58,0; 20°C → 60,2).
• Độ dẫn hợp kim nhôm Aldrey: chỉ dùng để tính K của AACSR (Phlox/Pastel) — vào phần hợp kim của mô hình hai vật liệu ghép nhiệt; độ dẫn thấp hơn cho K nhỏ hơn, tiết diện lớn hơn. OPGW và dây thép không bị ảnh hưởng.
• ρ đất: điện trở suất đất cho công thức Carson, mặc định 100 Ω·m — kết quả gần như không đổi theo ρ nên không cần đo chính xác.
• D: khoảng cách 2 dây chống sét — vào hỗ cảm Z_m giữa hai dây, và Z_m vào phép chia dòng của bước tính sơ bộ (từ v3.37). Lấy theo cấu hình cột thực tế. Riêng mục VII (ladder) thì chưa kể Z_m.

3 · Phân bố dòng giữa các dây

Khi có 2 dây, hai dây chống sét treo song song trên cùng cột ghép cảm với nhau, nên I″k1 chia theo:
• I₁ = I″k1 · |Z₂ − Z_m| / |Z₁ + Z₂ − 2·Z_m|  (và ngược lại cho dây 2).
• R theo nhiệt độ: R = R₀·[1+α(θ_i−20)] + R_e, với R_e = π²·f·10⁻⁴ là điện trở đất hồi (Carson 1926).
• X = 0,1445·log₁₀(D_e/GMR) — tự-trở kháng có đất hồi.
• Z_m = R_e + j·0,1445·log₁₀(D_e/D) — hỗ cảm giữa hai dây, với D lấy theo cấu hình cột thực tế (ô nhập ở mục II).
Z_m gần như thuần cảm kháng, nên sau khi trừ nó đi thì phần kháng của hai dây gần bằng nhau và dòng chia gần như theo điện trở — dây dẫn tốt hơn gánh dòng lớn hơn.
Hai dòng lệch pha nên tổng số học lớn hơn I″k1 — tổng vector mới đúng bằng I″k1 (phần mềm có ghi chú ngay dưới hai dòng này). Không dùng hệ số chia dòng nhập tay.

4 · Kiểm tra ổn định nhiệt

• OPGW: so xung lượng nhiệt yêu cầu I²·t với SCC cho phép của datasheet.
• TK / AACSR: so tiết diện thực với S_min = I·√t/K.
Dây nào không đủ sẽ ghi rõ vượt bao nhiêu lần mức cho phép.

5 · Kết luận và phương án

ĐẠT nền xanh, KHÔNG ĐẠT nền đỏ. Khi KHÔNG ĐẠT, phần mềm tự dò catalog và đề xuất phương án dây thay thế — bấm Áp dụng phương án này để nhận và tính lại ngay.

Lưu kết quả và xuất báo cáo

Trình tự: TÍNH TOÁN → xem kết quả → LƯU KẾT QUẢ → Xuất Word / Excel. Nút xuất chỉ mở sau khi lưu; sửa bất kỳ số liệu nào thì phải tính và lưu lại — tránh xuất hồ sơ mang số cũ.

Quy ước nhập

Khoảng cột ghi ở dòng nào là khoảng cách TỪ cột đó ĐẾN cột kế tiếp — vì vậy cột cuối (trạm B) không có khoảng cột. Chiều dài cộng dồn (m) phần mềm tự tính; chỉ cột đầu cho nhập (khác 0 khi tuyến nối tiếp tuyến cũ).

Khoảng cột điển hình

110 kV: 200–350 m · 220 kV: 300–450 m · 500 kV: 400–600 m. Khoảng vượt sông/thung lũng có thể 800–1500 m.

Điện trở nối đất chân cột R_nđ (Ω)

Đo theo Wenner 4 cọc hoặc fall-of-potential. Giá trị thường gặp (cần đối chiếu quy định dự án):
• Trạm biến áp: <1 Ω (thiết kế lấy 0,3–0,5 Ω).
• Cột 110/220/500 kV: ≤10 Ω đất bình thường, ≤15 Ω đất xấu.
• Vùng núi đá / đất khô: 20–50 Ω — cần tăng cường tiếp địa.
R_nđ từng cột ảnh hưởng trực tiếp lượng dòng rò xuống đất trong mô phỏng ở mục VII.

Nhập từ file Excel

Bấm Tải file Excel mẫu để lấy file có sẵn định dạng, điền 3 cột tô vàng (Tên cột · Khoảng cột · R_nđ), lưu lại rồi kéo-thả hoặc bấm chọn file vào phần mềm. Đọc được .xlsx, .xls, .csv; tự bỏ qua cột STT và dòng hướng dẫn; có bảng xem trước để đối chiếu trước khi ghi đè dữ liệu đang có.

Mục đích và mô hình

Trực quan hóa dòng sự cố phân bố dọc tuyến bằng mô hình Ladder Network — giải hệ phương trình dòng nút Y·V=J cho từng cột (Sebo 1969; CIGRE TB 287), hỗ trợ R_nđ khác nhau từng cột và cấu hình 1 OPGW + 1 GSW. Thẻ này KHÔNG làm thay đổi tiết diện đã chốt ở bảng tính phía trên — nó là bước kiểm tra thêm.
Giả thiết đơn giản hóa: bỏ qua hệ số ghép với dây pha; R_nđ thuần trở. Riêng mục này chạy bằng số thực nên chưa kể hỗ cảm Z_m giữa hai dây chống sét — bước tính sơ bộ ở bảng trên thì đã kể (v3.37). Sai số ±10–15% so với EMTP/CDEGS — đủ cho thiết kế cơ sở 110/220 kV, tuyến ≤50 km.

Cấu hình mô phỏng

• Đấu nối với pooctich TBA: nối trực tiếp — dòng về được trạm qua dây chống sét; qua cách điện — dòng chỉ thoát qua R_nđ các cột tuyến. Mặc định là qua cách điện; đây là giả thiết nặng hơn vì toàn bộ dòng phải tản qua R_nđ dọc tuyến.
• Z_g dây 1, dây 2 (ô xám): phần mềm tự tính từ dây đã chọn ở mục 2 theo Carson. Sửa tay được — ô chuyển sang nền xanh của ô nhập; chọn lại dây thì trở về tự điền.
• Z_line hiệu dụng (ô xám): tổng trở 1 pha–đất gần đúng (2·Z1+Z0)/3, tự đặt theo cấp điện áp — nên thay bằng số liệu từ báo cáo ngắn mạch nếu có.

Quét toàn tuyến tự động

Phần mềm tự đặt sự cố lần lượt tại từng cột (trừ 2 trạm), dòng tại mỗi vị trí được chiết giảm theo khoảng cách tới nguồn: I″k1(x) = U_φ/(Z_src + Z_line·x) — theo tinh thần IEC 60909-0 §3.3. Kết quả là dải bao dòng lớn nhất trên từng đoạn dây. Cấp 2 đầu: chạy 2 kịch bản độc lập rồi lấy MAX từng đoạn, không cộng dồn.

Đọc sơ đồ và bảng kết quả

Tia sét vàng cam trên sơ đồ đánh dấu vị trí NGẮN MẠCH 1 PHA đang xét (phần mềm tính dòng ngắn mạch công nghiệp, không tính dòng sét — sét chỉ cần ~20 mm² vì thời gian rất ngắn). Bảng dưới liệt kê từng cột: dòng sang trái / sang phải / lớn nhất của mỗi dây và dòng rò xuống đất. Hàng vàng là cột đang có sự cố; ∞ (cách điện) nghĩa là đầu tuyến đấu qua cách điện.

Xuất báo cáo đầy đủ

Bấm LƯU KẾT QUẢ ở khối xuất (và đã lưu ở bảng tính phía trên) thì nút xuất Word/Excel mới mở — báo cáo đầy đủ nhúng số liệu của cả hai phần.

Tiết diện tối thiểu (đoạn nhiệt — IEC 60364-5-54 Annex A):

Smin = (I × √t) / K

I = dòng RMS qua dây (A) · t = thời gian sự cố (s) · K = hệ số vật liệu (A·√s/mm²). Với OPGW, tiêu chí tương đương theo xung lượng nhiệt: I²·t ≤ SCC datasheet.

Tiêu chuẩn áp dụng: IEC 60364-5-54 · IEC 60865-1 · IEC 60909-0 · IEEE 1138-2021 · CIGRE TB 287 · NF C 34-125 · TCVN 10250:2013 · QCVN 26:2025/BCT · 11 TCN-19:2006. Lưu ý: các tiêu chuẩn không quy định vị trí ngắn mạch dùng để chọn dây — phần mềm hỗ trợ cả tính tại thanh cái lẫn quét toàn tuyến.

Quy ước về dòng đưa vào công thức: phần mềm dùng trị hiệu dụng của thành phần xoay chiều I″_k1, đúng như IEC 60364-5-54 Annex A định nghĩa cho công thức S = I√t/K. Phần nhiệt do thành phần một chiều tắt dần (dòng nhiệt tương đương I_th = I″_k·√(m+n) của IEC 60865-1) không được cộng thêm — tiêu chuẩn đó có phạm vi là thanh dẫn cứng và kết cấu trạm, không phải dây chống sét, và Excel tính tay của EVN cũng theo quy ước này. Bỏ qua phần đó tương đương tính thiếu đúng bằng hằng số tắt T_dc ≈ 20–90 ms trong thời gian sự cố: ở t_f = 0,5 s là 2–9%, ở t_f = 0,1 s là 9–35% tùy tỉ số R/X. Nếu t_f lấy sát và ngắn, nên làm tròn t_f lên để bù.

Giới hạn phần mềm: chỉ kiểm tra nhiệt (chưa kiểm tra cơ: RTS, độ võng, tải gió) · không thay thế EMTP/PSCAD/CDEGS cho dự án 500 kV hoặc tuyến đặc biệt quan trọng.