Hiện tượng dông xét và ảnh hưởng của nó đến hệ thống điện VN

i n cao áp LU N V N T T NGHI P tài : “HI N T NH H NG DÔNG SÉT VÀ NG C A DÔNG SÉT TH NG I N VI T NAM” SVTH: Tr n T Bình Tr n T Bình - HT K35 Trang NH M CL C Chư ng : HI N T NG DÔNG SÉT VÀ NH H NG C A DÔNG SÉT N H TH NG I N VI T NAM 1.1 - HI N T NG DÔNG SÉT 1.1.1 - Khái ni m chung: 1.1.2 - Tình hình dơng sét 1.2- NH H Vi t Nam: NG C A DÔNG SÉT N H.T VI T NAM: chư ng2: TÍNH TỐN CH TIÊU B O V CH NG SÉT NG DÂY 10 2.1- LÝ THUY T TÍNH TỐN 10 2.1.1- Ph m vi b o v c a m t dây ch ng sét 10 2.1.2- Xác su t phóng i n sét s l n c t i n sét ánh vào ng dây 12 2.1.2.1 - Các s li u chu n b cho tính tốn 14 2.1.2.2 - Xác nh treo cao trung bình c a dây ch ng sét dây d n 14 2.1.2.3- T ng tr sóng c a dây ch ng sét dây d n 15 2.1.2.4 - H s ng u h p gi!a dây d n ch ng sét v"i dây pha 16 2.1.2.5- Góc b o v c a ch ng sét 18 2.1.2.6- S l n sét ánh vào ng dây 18 2.2 - TÍNH SU#T C$T C A NG DÂY 110KV DO SÉT ÁNH VÒNG QUA DÂY CH NG SÉT VÀO DÂY D%N 18 2.3- TÍNH SU#T C$T C A NG DÂY 110KV DO SÉT ÁNH VÀO KHO NG V T 22 2.3.1- Phư ng pháp xác nh Vp 22 2.3.2- Trình t& tính tốn 24 2.3.3- Tính su t c t t ng sét ánh vào kho ng vư t ng dây t i i n 110kV 30 Tr n T Bình - HT K35 Trang thu t i n cao áp 2.4- TÍNH SU#T C$T C A NG DÂY110KV DO SÉT ÁNH VÀO NH C'T HO(C LÂN C)N NH C'T 30 2.4.1- Lý thuy*t tính tốn 31 2.4.1.1- Các thành ph n i n áp giáng i n tr i n c m c a c t dòng i n sét i c t gây 32 2.4.1.2-Thành ph n i n c a i n áp c m +ng 35 2.4.1.3-Thành ph n t, c a i n áp c m +ng: 35 2.4.1.4-Xác nh su t phóng i n Vp : 36 2.4.2-Trình t& tính tốn 36 2.4.2.1- i n áp giáng chu-i cách i n c a pha A 36 2.4.2.2 - i n áp giáng chu-i cách i n c a pha B; C 39 2.4.2.3- So sánh i n áp giáng chu-i cách i n pha A pha B 40 2.4.3-Tính xác su t phóng i n 41 2.5- TÍNH SU#T C$T T.NG DO SÉT ÁNH VÀO NG DÂY T I I N 110KV 43 2.6- TÍNH CH TIÊU CH NG SÉT CHO NG DÂY T I I N110KV HÀ ƠNG –PH LÝ – NINH BÌNH 43 Chư ng B O V CH NG SÉT ÁNH TR/C TI P 44 TR0M BI N ÁP 110/35 KV 44 3.1-KHÁI NI M CHUNG 45 3.2- CÁC YÊU C1U K2 THU)T KHI TÍNH TOÁN B O V CH NG SÉT ÁNH TR/C TI P VÀO TR0M BI N ÁP 45 3.3- TÍNH TỐN THI T K , CÁC PH ƠNG ÁN B TRÍ C'T THU LƠI 46 3.3.1- Các công th+c s d4ng tính tốn 46 3.3.2- Các s li u dùng tính tốn thi*t k* c t thu lôi b o v tr m bi*n áp 110/35kV 49 Tr n T Bình - HT K35 Trang án t t nghi p K thu t i n cao áp 3.3.3- Trình t& tính tốn 49 3.3.3.1- Phư ng án 50 3.3.3.2- Phư ng án 61 3.4 -K T LU)N 66 Chư ng TÍNH TỐN N I #T CHO TR0M 110/35 KV 67 4.1- GI6I THI U CHUNG VÀ M'T S V1N K2 THU)T KHI TÍNH TỐN N I #T TR0M BI N ÁP 67 4.2- CÁC S LI U DÙNG TÍNH TỐN N I #T 70 4.3- TRÌNH T/ TÍNH TỐN 70 4.3.1- i n tr n i t t& nhiên 71 4.3.2- i n tr n i t nhân t o 71 4.3.3- Tính n i t nhân t o c a tr m 110kV 71 4.4- TÍNH TỐN N I #T CH NG SÉT 76 4.4.1- D ng sóng tính tốn c a dòng i n sét 77 4.4.2- Yêu c u ki5m tra 77 4.4.3- Tính tốn l i tr s 4.4.4- Tính t ng tr i n tr nhân t o theo yêu c u n i u vào c a n i t ch ng sét 78 t ch ng sét Z(0; τ s) 79 4.5- K T LU)N 82 Tr n T Bình - HT K35 Trang án t t nghi p K thu t i n cao áp Ch ng : HI N T NG DÔNG SÉT VÀ NH H SÉT N H TH NG I N VI T NAM NG C A DÔNG H th ng i n m t b ph n c a h th ng n ng l ng dây - TBA h tiêu th i n Trong ó có ph n t có s l quan tr ng ó TBA, ph n t ch u nh h bão TBA, ho c - ng l n ng dây Trong trình v n hành ng r t nhi u s tác c bi t nguy hi m b ng bao g m NM nh h ng c a thiên nhiên nh m a, gió, ng c a sét Khi có s c sét ánh vào ng dây s gây h h ng cho thi t b tr m d n t i vi c ng ng cung c p i n gây thi t h i l n t i n n kinh t qu c dân nâng cao m!c cung c p i n, gi m chi phí thi t h i nâng cao an toàn v n hành ph i tính tốn b trí b o v ch ng sét cho HT 1.1 - HI N T NG DÔNG SÉT 1.1.1 - Khái ni m chung: Dông sét m t hi n t ng c a thiên nhiên, ó s phóng tia l a i n kho ng cách gi"a i n c c l n (trung bình kho ng 5km) Hi n t ng phóng i n c a dơng sét g m hai lo i ó phóng i n gi"a ám mây tích i n phóng i n gi"a ám mây tích i n v i m t t Trong ph m vi tích i n v i m t nhi u tr ng i cho Các ám mây i n tr án ta ch# nghiên c!u phóng i n gi"a ám mây t (phóng i n mây i s ng ng t) V i hi n t ng phóng i n gây i c tích i n v i m t i n tích l n, có th t o c ng l n s hình thành dịng phát tri n v phía m t giai o n phóng i n tiên l n phóng i n o T c ng t Giai o n di chuy n trung bình c a tia tiên oc a u tiên kho ng 1,5.10 7cm/s, l n phóng i n sau t c t ng lên kho ng 2.10 cm/s (trong m t Tr n T Bình - HT K35 t sét ánh có th có nhi u l n phóng Trang án t t nghi p K thu t i n cao áp i n k ti p b i m t ám mây có th hình thành nhi u trung tâm i n tích, chúng s l n l Tia tiên o môi tr t phóng i n xu ng t) ng Plasma có i n tích r t l n u tia cn iv i m t trung tâm i n tích c a ám mây nên m t ph n i n tích c a trung tâm i vào tia tiên o Ph n i n tích theo chi u dài tia xu ng m t t D i tác d ng c a i n tr s có s t p trung i n tích khác d u m t vào tình hình d n i n c a n$m phía d i c phân b t N u vùng u tia tiên t mà t có ud c ng c a tia tiên o, a i m t p k t tùy thu c ên d n ng nh t i m o Cịn n u vùng t có i n d n khơng ng nh t (có nhi u nơi có i n d n khác nhau) i n tích ts t p trung v nơi có i n d n cao Q trình phóng i n s phát tri n d c theo tiên o v i nơi t p trung i n tích m t m t t ã Do v y c nh h ng s!c n i li n gi"a t nh v y u tia a i m sét ánh nh s&n ng cho phóng i n sét ta ph i t o nơi có m t t p trung i n di n tích l n Nên vi c b o v ch ng sét ánh tr c ti p cho cơng trình c d a tính ch n l c c a phóng i n sét N ut c phát tri n c a phóng i n ng i n tích tia tiên c ν m t i n tr ng c a o δ m t ơn v th i gian i n tích i t s là: is = ν δ Cơng th!c tính tốn cho tr tr s ng h p sét ánh vào nơi có n i t t t (có i n tr nh khơng k ) Tham s ch y u c a phóng i n sét dòng i n sét, dòng i n có biên d c phân b theo hàng bi n thiên ph m vi r ng (t vài kA n vài tr m kA) d ng sóng c a dịng i n sét d ng sóng xung kích, ch' t ng v t c a sét !ng v i giai o n phóng i n ng c (hình 1-1) - Khi sét ánh th(ng vào thi t b phân ph i tr m s gây i n áp khí quy n gây h u qu nghiêm tr ng nh Tr n T Bình - HT K35 ã trình bày Trang án t t nghi p K thu t i n cao áp α ρ ρ ρ 1.1.2 - Tình hình dông sét Vi t Nam: Vi t Nam m t nh"ng n c khí h u nhi t i, có c m nh Theo tài li u th ng kê cho th y m'i mi n m t tn ng dông sét c Vi t nam có c i m dơng sét khác : + ) mi n B*c, s ngày dông dao ng t 70 ÷ 110 ngày m t n m s l n dơng t 150 ÷ 300 l n nh v y trung bình m t ngày có th x y t ÷ dơng + Vùng dông nhi u nh t mi n B*c Móng Cái T i ây hàng n m có t 250 ÷300 l n dơng t p trung kho ng 100 ÷ 110 ngày Tháng nhi u dơng nh t tháng 7, tháng + M t s vùng có vùng núi vùng dơng lên a hình thu n l i th ng b$ng, s tr ng khu v c chuy n ti p gi"a ng h p dông c+ng lên t i 200 l n, s ngày n 100 ngày m t n m Các vùng cịn l i có t 150 ÷ 200 dông m'i n m, t p trung kho ng 90 ÷ 100 ngày + Nơi dông nh t mi n B*c vùng Qu ng Bình hàng n m ch# có d 80 ngày dơng Tr n T Bình - HT K35 Trang i án t t nghi p K thu t i n cao áp Xét d ng di,n bi n c a dơng n m, ta có th nh n th y mùa dơng khơng hồn tồn ng nh t gi"a vùng Nhìn chung kho ng t tháng n tháng Trên vùng Duyên H i Trung B , phía B*c ( n Qu ng Ngãi) khu v c t ơng tháng ph n i nhi u dông tháng 4, t n tháng s ngày dông kho ng 10 ngày/ tháng, tháng nhi u dơng nh t c 12 ÷ 15 ngày ( N&ng 14 ngày/ tháng, B ng Sơn 16 (tháng 5) quan sát ngày/tháng ), nh"ng tháng u mùa (tháng 4) tháng cu i mùa (tháng 10) dơng cịn ít, m'i tháng ch# g p t ÷ ngày dơng Phía Nam dun h i Trung B (t Bình nh t, th B*c B mùa dơng t p chung nh tr vào) khu v c dơng ng ch# có tháng s ngày dơng kho ng 10/tháng nh Tuy Hoà 10ngày/tháng, Nha Trang ngày/tháng, Phan Thi t 13 ngày/tháng - mi n Nam khu v c nhi u dông nh t ng b$ng Nam B t 120 ÷ 140 ngày/n m, nh thành ph H Chí Minh 138 ngày/n m, Hà Tiên 129 ngày/ n m Mùa dông mi n Nam dài mùa dơng tháng 11 tr tháng dơng mi n B*c ó t tháng n u mùa (tháng 4) tháng cu i mùa (tháng 11) có s ngày u quan sát c trung bình có t 15 ÷ 20 ngày/tháng, tháng tháng nhi u dông nh t trung bình g p 20 ngày dơng/tháng nh thành ph H Chí Minh 22 ngày, Hà Tiên 23 ngày - khu v c Tây Nguyên mùa dông ng*n s l n dơng c+ng hơn, tháng nhi u dông nh t tháng c+ng ch# quan sát B*c Tây Nguyên, 10 ÷ 12 c kho ng 15 ngày dông Nam Tây Nguyên, Kon Tum 14 ngày, L t 10 ngày, PLâycu 17 ngày S ngày dông tháng m t s vùng lãnh th Vi t Nam xem b ng 1-1 T b ng ta th y Vi t Nam n c ph i ch u nhi u nh h ng c a dông sét, ây i u b t l i cho H.T Vi t nam, òi h i ngành i n ph i nhi u vào thi t b ch ng sét c bi t n"a ịi h i nhà thi t k ph i tr ng tính tốn thi t k cơng trình i n cho HT kinh t , hi u qu , m b o cung c p i n liên t c tin c y Tr n T Bình - HT K35 Trang ut v n hành án t t nghi p K thu t i n cao áp B ng 1-1 : S ngày dơng tháng: Tháng a i m PHÍA B/C Cao b$ng B*c C n L ng Sơn Móng Cái H ng Gai Hà Giang Sa Pa Lào Cai Yên Bái Tuyên Quang Phú Th Thái Nguyên Hà N i H i Phịng Ninh Bình Lai Châu i n Biên Sơn La Ngh0a L Thanh Hố Vinh Con Cng ng H i C a Tùng PHÍA NAM Hu N&ng Qu ng Ngãi Quy Nhơn Nha Trang Phan Thi t Kon Tum Playcu àL t Blao Sài Gịn Sóc Tr ng Hà Tiên 10 11 12 C n m 10 10 10 13 15 9,2 7,3 8,1 11 11 11 12 11 17 14 5,8 8,3 6,2 10 13 15 14 11 12 11 2,8 2,8 4,2 2,2 2,8 3,0 2,5 4,2 4,2 3,4 3,3 3,1 4,4 5,0 3,4 5,3 6,2 5,2 3,3 5,6 5,2 5,3 5,3 0,5 0,2 0,1 0,2 0,2 0,9 0,9 0,7 0,2 0,5 0,5 0,1 0,6 1,0 0,7 1,9 1,1 1,0 0,0 0,7 0,2 0,2 0,3 0,3 0,0 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,9 0,0 0,0 0,3 0,0 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 94 97 90 112 87 102 97 93 104 106 107 97 99 111 112 93 112 99 99 100 95 103 70 85 1,9 2,5 1,2 0,6 0,6 0,2 6,8 5,7 3,2 11 2,5 0,7 4,9 10 6,2 5,3 5,1 4,8 2,3 6,5 14 11 9,3 12 8,9 3,7 5,7 10 13 9,7 1,0 7,8 0,7 3,6 8,6 5,3 5,1 7,3 9,6 3,3 3,2 8,2 5,2 4,6 5,8 8,5 2,3 4,0 13 7,2 8,8 7,4 9,0 6,8 10 14 8,0 3,4 0,2 8,0 4,0 12 16 9,7 7,7 8,7 17 9,0 6,8 10 8,0 6,3 4,2 6,7 3,8 13 10 5,2 3,4 2,8 7,2 7,0 10 22 19 17 16 19 15 7,0 19 16 14 15 13 1,5 0,3 0,5 0,0 0,6 0,6 1,8 1,2 2,0 0,8 4,0 11 4,7 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 0,2 0,0 0,1 0,1 0,0 2,4 0,7 41,8 69,5 59,1 43,3 39,2 59,0 58,2 90,7 52,1 70,2 138 104 10 20 15 4,3 128 0,2 0,1 0,2 0,0 0,1 0,1 0,6 0,4 0,2 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,4 0,2 0,0 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,6 0,3 0,4 0,4 0,0 0,6 2,6 1,8 0,6 0,0 0,6 0,3 0,3 0,1 0,4 1,8 2,7 1,0 0,5 0,2 0,5 0,2 0,3 0,2 4,2 3,0 2,6 3,9 1,7 5,1 6,6 7,0 4,1 4,0 4,2 3,0 2,9 7,0 8,4 13 12 14 9,2 7,3 6,9 13 6,3 7,8 5,9 7,0 6,9 6,6 1,3 8,4 12 10 9,1 9,2 9,4 7,7 7,9 7,0 8,4 12 12 14 9,2 7,3 6,9 13 6,3 7,8 12 12 12 14 10 15 13 12 15 15 16 13 16 13 16 15 17 16 14 16 17 17 15 18 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,2 0,2 0,3 0,6 1,8 1,4 0,2 0,2 0,3 0,3 0,3 0,1 0,0 1,2 1,7 1,6 3,4 1,0 0,0 2,7 1,3 Tr n T Bình - HT K35 23 17 20 19 18 20 21 14 18 21 19 24 24 15 16 20 17 22 20 15 16 18 13 17 19 17 21 20 17 22 21 17 22 21 17 17 22 16 20 20 19 21 23 21 20 21 16 14 14 21 17 18 18 15 16 15 19 18 16 18 18 13 13 19 14 13 20 7,7 9,6 9,6 10 12 12 9,7 7,4 9,0 9,7 Trang 15 án t t nghi p K thu t i n cao áp 1.2- NH H NG C A DÔNG SÉT N H.T VI T NAM: - Nh ã trình bày ph n tr c biên dịng sét có th t t i hàng tr m kA, ây ngu n sinh nhi t vơ l n dịng i n sét i qua v t ó Th c t ã có dây ti p a ph n n i t khơng t t, b dịng i n sét tác d ng ã b nóng ch y !t, th m chí có nh"ng cách i n b$ng s! b dòng i n sét tác d ng ã b v1 ch y nh nh+ th ch, phóng i n sét cịn kèm theo vi c di chuy n không gian l tr ng i n tích l n, ó t o i n t ng r t m nh, ây ngu n gây nhi,u lo n vô n thi t b nh h ng c a r t r ng, c nh"ng nơi cách xa hàng tr m km - Khi sét ánh th(ng vào ng dây ho c xu ng m t sinh sóng i n t truy n theo d c lên cách i n c a ng dây s ng dây b phá h ng s gây t ho c ng*n m ch pha – pha bu c thi t b b o v ng dây ph i làm vi c V i nh"ng máy c*t nh y có th gây m t n u ng dây truy n t i công su t l n, nh cho h th ng, n u h th ng t nhà máy i n làm vi c khơng nhanh có th d n truy n t tg n ng dây, gây nên i n áp tác d ng ng dây Khi cách i n c a nên ng*n m ch pha - i nt , n rã l ng i Sóng sét cịn có th ng dây vào tr m bi n áp ho c sét ánh th(ng vào tr m bi n áp u gây nên phóng i n cách i n c a tr m bi n áp , i u r t nguy hi m t ơng ơng v i vi c ng*n m ch góp d n n s c tr m tr ng M t khác, có phóng i n sét vào tr m bi n áp, n u ch ng sét van uc c máy bi n áp làm vi c khơng hi u qu cách i n c a máy bi n áp b ch c th ng gây thi t h i vô l n Qua ó ta th y r$ng s c sét gây r t l n, chi m ch y u s c l i i n, v y dông sét m i nguy hi m l n nh t e ho t ng c a l i i n *K t lu n: Sau nghiên c!u tình hình dơng sét sét t i ho t ng c a l Vi t Nam nh h ng c a dông i i n Ta th y r$ng vi c tính tốn ch ng sét cho l Tr n T Bình - HT K35 Trang i án t t nghi p K thu t i n cao áp N i t ch ng sét Có tác d ng làm t n dịng i n sét vào hay tr ng dây) gi" cho i n th m i i m thân c t khơng q l n tránh ng h p phóng i n ng c t c t thu lôi n thi t b c n N i t an toàn Có tác d ng m b o an tồn cho ng hi n n i t (khi sét ánh vào c t thu lơi t an tồn b$ng cách n i cb ov i cách i n b h h ng Th c t b ph n kim lo i không mang i n nh v máy, thùng d u máy bi n áp, giá kim lo i cách i n b h h ng lão hố b ph n kim lo i s có m t i n th nh không nguy hi m (n u không n i t i n th s làm nguy hi m ch m vào chúng) Do ó n i m an toàn cho ng h th ng n i t b ph n n ng i gi" i n th th p b o i ti p xúc v i chúng.V nguyên t*c ph i tách r i t nói nh ng th c t ta ch# dùng m t h th ng n i t chung cho nhi m v Song h th ng n i c a thi t b có dòng ng*n m ch ch m t chung ph i m b o yêu c u t l n v y yêu c u i n tr n i t ph i nh Khi i n tr n i d ng c a n i t nh có th t n dịng i n v i m t t t t an toàn Nh ng t c tr s l n, tác i n tr n i nh r t t n v y tính tốn ta ph i thi t k cho k t h p c hai y u t i v i thi t b i nn i t: t tr c ti p, yêu c u i n tr n i tho mãn: R ≤ 0,5Ω.(Theo tiêu chu5n n i t ph i t an tồn trang 189 giáo trình k thu t i n cao áp) + i v i thi t b có i m trung tính khơng tr c ti p n i >≤ + t thì: 250 Ω + i v i h th ng có i m trung tính cách i n v i th ng n i c m b o v k thu t h p lý v kinh t M t s yêu c u v k thu t c a i n tr n i + t t dùng chung cho c thi t b cao áp h áp thì: Tr n T Bình - HT K35 Trang 68 t ch# có m t h án t t nghi p >≤ + + Khi dùng n i K thu t i n cao áp Ω t t nhiên n u i n tr n i c u c a thi t b có dịng ng*n m ch ch m t o n"a Còn n u i n tr n i t bé khong c n n i t t nhiên khơng tho mãn cao áp có dịng ng*n m ch ch m i v i thi t b t l n ta ph i ti n hành n i t ( i n c c th c chơn có m!c t n dịng i n sét ph thu c vào tr ng thái c a t (vì t t mơi ng nh t, ph!c t p, ph thu c vào thành ph n c a ng không lo i mu i, a xít ch!a d n i nc a t ) t ng s d ng c c s*t th(ng !ng hay dài n$m ngang) i n c c i u ki n khí h u c+ng nh h t nh ng n t - Vi t nam khí h u thay i theo t ng mùa d n t nhân t o t c+ng ph i có i n c c chôn n i v i thi t b mà ta c n n i tr t nhân t nhân t o là: R ≤ 1Ω yêu c u tr s c a i n tr n i B t k2 m t h th ng n i t t nhiên ã tho mãn yêu n i n tr su t cu tính tốn thi t k v n i 5m c a t c+ng thay i theo t c+ng bi n i ph m vi r ng Do v y t tr s i n tr su t c a t d a theo k t qu o a sau ó ph i hi u ch#nh theo h s mùa, m c ích t ng l ng th c c ng an tồn Cơng th!c hi u ch#nh nh sau: ρtt = ρ Km Trong ó: ρtt: i n tr su t tính tốn c a ρ : i n tr su t o Km : h s mùa c a cc a t t t H s K ph thu c vào d ng i n c c chôn sâu c a i n c c i v i tr m bi n áp ta thi t k có c p i n áp 110/35kV c t thu lơi c l p ó ta s d ng hình th!c n i t t p trung i n t t nh t Tr n T Bình - HT K35 Trang 69 có hi u qu t n dòng án t t nghi p M t khác K thu t i n cao áp t c t thu lôi xà nên ph n n i chung v i m ch vòng n i t ch ng sét ta n i t c a tr m 4.2- CÁC S LI U DÙNG TÍNH TOÁN N I #T i n tr su t o c c a t: ρ = 1,3.104 Ω/cm =1,3.102 Ω/m i n tr n i ng dây: Rc = 20 Ω tc t ơn v là: Ro =2,38Ω/km Dây ch ng sét s d ng lo i C- 70 có i n tr Chi u dài kho ng v t ng dây là: i v i 110kV: l = 150m D ng sóng tính tốn c a dịng i n sét: + =8 < τ& + = + ≥ τ& Trong ó: a: d c dịng i n sét a = 30kA/µs I: biên dịng i n sét I = 150kA τ s: th i gian u sóng l y b$ng 5µs = τ & = + 150 = = 5µ 30 + τJ #'2 % + ! " 4.3- TRÌNH T/ TÍNH TỐN Tr m i n thi t k có i n áp 110/35kV, phía 110kV m ng i n có trung tính tr c ti p n i t nên yêu c u c a n i Thành ph n i n tr n i Tr n T Bình - HT K35 t an toàn là: R ≤ 0,5 Ω t R g m hai thành ph n: Trang 70 án t t nghi p K thu t i n cao áp + i n tr n i t t nhiên (Rtn) + i n tr n i t nhân t o (Rnt) i v i thi t b có i m trung tính tr c ti p n i l n) yêu c u i n tr n i V y i u ki n n i T t (có dịng ch m t t nhân t o ph i có tr s nh 1Ω t là: > 11 > ≤ #Ω% > ≤1 #Ω% (4 – ) (4 – ) ó rút ra: > ≤ > > 05 #Ω% −05 4.3.1- i n tr n i t t nhiên Rt.n = 1,25 Ω ( ã cho tr c) 4.3.2- i n tr n i t nhân t o > 05 25 = = 833 > ≤ > − 25 − Ta s tính toán thi t k h th ng n i #Ω% t theo i u ki n i n tr n i t nhân t o là: Rn.t.yc ≤ 0,833 Ω 4.3.3- Tính n i t nhân t o c a tr m 110kV i v i tr m bi n áp 110kV thi t k h th ng n i hình th!c n i t nhân t o ta s d ng t theo m ch vịng có chơn c c M ch vịng bao quanh tr m có hình ch" nh t ABCD có kích th Chi u dài l1 = 57m ; Chi u r ng l2 = 56,55m Sơ n i t m ch vịng có chơn c c c a tr m nh hình (4 –2 ): A Tr n Tl Bình - HT K35 D Trang 71 c nh sau: án t t nghi p H th ng n i K thu t i n cao áp t m ch vòng c a tr m ta ch n c c lo i thép góc 50x50x5, chi u dài l =2,5m v i lý thu n l i cho vi c thi công mà v n d n i n t t M ch vòng n i gi"a c c dùng lo i s*t d6t có kích th Sơ b trí m ch vòng c c h th ng n i mb o c 50x5 t c a tr m nh hình (4 – ): a: kho ng cách gi"a c c theo chu vi m ch vòng l: chi u dài c c l = 2,5m t: chơn sâu c c t =0,8m t a l=2,5m Hình (4 – ): Sơ đồ bố trí mạch vịng cọc hệ thống nối đất trạm i n tr t n nhân t o i v i m ch vịng có chơn c c c xác cơng th!c sau: > = > > > η - + η > - # − 3% Trong ó: Rc : i n tr t n n i t c a c c (Ω) Rm.v : i n tr t n n i t c a m ch vòng (Ω) Tr n T Bình - HT K35 Trang 72 nh theo án t t nghi p n K thu t i n cao áp : s c c s d ng ηm.v ηc : t ơng !ng h s s d ng m ch vòng, s d ng c c ph thu c vào s c c t3 s ) Tính i n tr c a m ch vòng quanh tr m Rm.v : - = > @2 ρ ) #Ω% 2π@ & # − 4% Trong ó: ρ = ρ o.Kmùa (thanh) i n tr su t tính tốn c a m ch vòng.Tra b ng (2–1) ng d n thi t k t t nghi p KT CA” ta có: sách “h Kmùa (thanh) = 1,6 v y ρ = ρ.1,6 = 2,08.102 (Ω.m) L chu vi m ch vòng: L = 2.(l1 + l2) = 2.(57+56,55) = 227,1m d t ng kính n i: d = b/2 = 50/2 = 25 (m.m) = 2,5.10-2 m m b o cho ρ n chôn sâu ( nh ) : t = 0,8m k h s ph thu c hình d ng c a h th ng n i t Ta có: )1 57 = = 00795 ≈ ) 56 55 Tra b ng (2 – 5) sách “h ng d n thi t k t t nghi p KT CA” ck= 5,53 Thay s vào bi u th!c (4 – 3) ta có: > - = @2 08 10 53 227 12 ρ ) = ) = # Ω% −2 2π@ & 14 227 10 Ta nh n th y i n tr c a m ch vòng xung quanh tr m l n i n tr nhân t o cho phép tính tốn thi t k (Rn = 0,833 Ω).V y ph i dùng thêm s c c vào h th ng m ch vòng gi m tr s i n tr n i t c a h th ng Qua k t qu tính tốn Rm.v ch!ng t r$ng ta ch n hình th!c n i vịng có chơn c c h p lý Tính i n tr n i t c a m t c c (dùng c c s*t góc √ ) Tr n T Bình - HT K35 Trang 73 t an toàn b$ng m ch án t t nghi p K thu t i n cao áp i v i c c i n tr t n xoay chi u ρ 2π) > F = ) nh theo công th!c sau: c xác 2) ′+) + ) ′−) & #4 − 5% 0,8m t l Hình (4 – 4): Các kích thước nối đất cọc Trong ó: C c có kích th c: l = 2,5m ρ i n tr su t c a i v i c c: ρ = ρ o.Kmùa (c t ρ o =1,3.102 (Ω.m) Kmùa (c (Tra b ng (2-1) sách “h c) c) = 1,4 ng d n thi t k t t nghi p KT CA”) ρ = 1,3.102.1,4 = 1,82.102 (Ω.m) d ng kính c c (m) c tính nh sau: d = 0,95.b = 0,95.50 10-3 = 4,75 10-2m t chôn sâu: t = 0,8m Giá tr t/ ′= c tính: ) 25 +08= + = 05# % 2 Thay s li u vào (4 – ) ta có: 82 10 > F = 14 ) 25 + 75 10 − V y i n tr c a m t c c 57,6 Ω Sau tính 05 + ) = 57 6Ω 05 − c Rc Rmv ta tính i n tr nhân t o theo công th!c (4–3) Trong công th!c ta ch# m i bi t Rc R mv v y ta ph i tìm s c c t giá tr nh nh t ph i m b o nh ho c b$ng giá tr tính tốn cho phép Rnt ≤ 0,833 Ω ηmv ηc ph thu c s c c ta s d ng m ch vịng Tr n T Bình - HT K35 Rnt Trang 74 án t t nghi p Ta xét t ng tr K thu t i n cao áp ng h p theo t3 s v i thông s là: ) L (chu vi m ch vòng) = 227,1m l (chi u dài c c) = 2,5m * Khi = (có ngh0a kho ng cách gi"a c c a = l =0,75m ) Ta có s c c chơn theo chu vi m ch vòng là: 1= @ 227 = = 303 c c 75 Tra b ng ph n ph l c sách “h ng d n thi t k t t nghi p KT CA” ta có: ηc = 0,21 Theo b ng ph n ph l c sách “h ng d n thi t k t t nghi p KT CA” ta có: ηthanh = 0,185 i n tr nhân t o tr > #1% = ng h p là: 57 = 846Ω 57 185 + 303 21 = 25 (Có ngh0a kho ng cách gi"a hai c t a = 0,625m) ) Khi Ta có s c c chơn theo chu vi là: = @ 227 = = 364 c c 625 Tra b ng b ng ph n ph l c sách “h ng d n thi t k t t nghi p KT CA” k t h p v i ph ơng pháp n i suy nh hình (4 – 5) ta có : ηc = 0,19 ; ηthanh = 0,17 i n tr nhân t o tr > # 2% = ng h p là: 57 = 786Ω 57 17 + 364 19 T k t qu tính tốn có: Rn.t(1) = 0,846.Ω > Rnhân t o yêu c u = 0,833 Ω Tr n T Bình - HT K35 Trang 75 án t t nghi p K thu t i n cao áp Ph ơng án không m b o giá tr t l n giá tr i n tr n i i n tr yêu c u nên b lo i Rn.t(2) = 0,786 Ω < 0,833 Ω = Rnhân t o yêu c u Ph ơng án m b o yêu c u giá tr t nh giá tr i n tr n i i n tr yêu c u V y ta ch n Rn.t(2) = 0,786 Ω S c c 364 c c Kho ng cách gi"a c c a = 0,625 m 4.4- TÍNH TỐN N I #T CH NG SÉT Khi có dịng i n sét i vào b ph n n i t, n u t c i n theo th i gian r t l n th i gian bi n thiên c a dòng u i n c m s ng n c n không cho dòng i n i t i ph n cu i c a i n c c n cho i n áp phân b không u, sau m t th i gian, nh h ng c a i n c m m t d n i n áp phân u b s Th i gian c a q trình q nói ph thu c vào h$ng s th i gian T =L.g.l2 (4 – ) T (4–6) ta th y: T t3 l v i tr s )= i n c m t.ng L.l i n d n t.ng c a i n c c > T bi u th!c (4–6) ta th y dòng i n t n ho c xoay chi u t n s công nghi p nh h k2 hình th!c n i s t dòng i n m t chi u ng c a L không k b t t ( th(ng !ng ho c n$m ngang ) c+ng u bi u th b i tr i n tr t n Khi dòng i n t n t dòng i n sét, tham s bi u th c a n i thu c vào t ơng quan gi"a h$ng s th i gian T th i gian i n Khi T # % = > > L η V y i n tr n i L - > + > - η = L '! t nhân t o tính cho n i '! !+ = ' = t ch ng sét là: Rn.t sét =0,647Ω Tr n T Bình - HT K35 Trang 78 = '!Ω án t t nghi p 4.4.4- Tính t.ng tr tính t.ng tr K thu t i n cao áp u vào c a n i u vào c a n i + B qua n i t ch ng sét Z(0; τ s) t ch ng sét ta xét i u ki n sau: t t nhiên + B qua n i cân b$ng i n áp tr m bi n áp ơn gi n ta b qua trình phóng i n tia l a + Trong tính tốn, t gi thi t i n tr su t c a t không i + B qua thành ph n i n tr , i n dung c a i n c c n i t tr r t nh so v i thành ph n i n kháng i n d n !ng v i t n s dòng i n sét Ta xem m ch n i vòng t g m hai tia dài ghép song song v i l =L/2 Hình (4 – 6): M ch vịng n i Ta có sơ t g9m hai tia dài ghép song song thay th : L0 Is/2 L0 g0 L0 g0 Hình (4–7): S g0 thay th* c a m-i tia V i L g i n c m i n d n m t ơn v dài = R @ = >) i n tr ) Ω n i ) − ( Tr n T Bình - HT K35 t n nh c a c c n i #µ % Trang 79 t R = 0,647Ω án t t nghi p K thu t i n cao áp V i r bán kính c c n i D 50 = = 12 4 Thay s vào ta có: t: = 25 10 − (= 113 55 @0 = ) − 31 = 76µ −2 25 10 Vì i n d n ghép song song nên ta có: = = − = = > ) '! Ω Tính tốn phân b dài khơng xét q trình phóng i n T sơ c h ph ơng trình vi phân: thay th có th thành l p ∂3 ∂+ =@ ∂ ∂ Gi i h ph ơng trình ta t # − 8% c i n áp t i i m b t k2 th i i m b t k2 i n c c 3# %= ∞ + M ) 7= V i h$ng s th i gian M7 = Ta có M = u vào n i 0# %= @ ) t: ) )+ @ − M7 F M ∞ τ& 7= −5 T.ng tr xung kích c a n i π ) #' − % ) π M nên M = T 72 π −5 − ó suy t.ng tr xung kích M7 #' − u vào th i i m t = τ t s % xét t i hai tia ghép song song là: 0# τ & % = tính Z(0, ) )+ M ∞ τ& 7= −5 − M7 #' − τ s) xét chu'i: Tr n T Bình - HT K35 Trang 80 hai % án t t nghi p − 1− τ& M7 K thu t i n cao áp − = 72 τ& M7 ∞ ∞ − 2 =17 =1 e-3 =0,05 ; e-4 =0,018 ; e-5 = 0,0067 ; e-6 = 0,00247 Vì : n e-4 T e-4 r t bé so v i s h ng tr τ t!c tính v i k cho & ≤ M7 τ M M Ta có M7 = 12 nên M& ≤ V y: ≤ 1 τ& Nên ta ch# xét c nên ta có th b qua, M1 τ& H s K nguyên d ơng nên ta có: * ≤ @ V i: M = ) π = ! = − = ' #µ % 15 65 = 53 Nh v y ta s tính toán v i K l n nh t 3, t!c l K =1ữ3 s = 5às, ta cú: * ≤ Ta có k t qu nh b ng (4 – ): k M #µ % 15,65 3,9125 1,738 τ& M7 0,32 1,278 2,876 0,726 0,2786 0,056 0,726 0,06965 0,006 − 5 τ& M7 − τ& M7 T b ng (4 – ) ta tính c: Tr n T Bình - HT K35 − τ& M7 =08 Trang 81 án t t nghi p K thu t i n cao áp Thay giá tr vào (4 – 11) ta c: 1 =1+ + = 36 2 #0 τ & % = 1 15 65 #1 36 − = 27Ω 1+ 10 −3 113 55 Ki m tra i u ki n nh$m m b o an toàn cách i n cho máy bi n áp v i giá tr : I =m 150kA ; Z(0, τ s) = 2,27Ω 7ng v i giá tr t i th i i m dòng i n sét i vào h th ng n i t th t i i m dịng i n sét i vào là: Usét = I Z(0, τ s) = 150.2,27= 340,5kV V y Usét = 340,5kV < U50% = 460kV Nh;n xét: Do i n tr n i t t yêu c u nên không ph i n i t b xung cho h th ng ch ng sét 4.5- K T LU)N H th ng n i t nhân t o m ch vịng có chơn c c nh ph ơng án ã ch n 364 c c, kho ng cách gi"a c c 0,625m, Rn.t = 0,786 Ω < 0,833 Ω = Rn.t.y.c M ch vòng nhân t o m b o an toàn cách i n cho máy bi n áp có dịng i n sét Sau ki m tra l i n i t theo yêu c u ch ng sét ã m b o i n áp giáng máy bi n áp dòng sét i vào Usét = 340,5kV < U50% = 460kV, ta khơng ph i tính tốn n i t b xung n"a Tr n T Bình - HT K35 Trang 82 ...M CL C Chư ng : HI N T NG DÔNG SÉT VÀ NH H NG C A DÔNG SÉT N H TH NG I N VI T NAM 1.1 - HI N T NG DÔNG SÉT 1.1.1 - Khái ni m chung: 1.1.2... C A NG DÂY110KV DO SÉT ÁNH VÀO C'T HO(C LÂN C)N NH C'T iv i ch ng sét NH ng dây có dây ch ng sét b o v , ph n l n sét ánh vào dây kho ng v ơn gi n ta xét tr t ánh vào khu v c #nh c t ho c lân... l i ph thu c vào gi m s l n c*t i n sét ánh vòng qua dây ch ng sét vào dây d n ph i gi m góc b o v α - Khi sét ánh vào kho ng v t kh n ng phóng i n cách i n c a ng dây ph thu c vào tr s c a i