Luận văn thạc sĩ khoa học nghiên cứu phương thức bảo vệ quá điện áp khí quyển cho trạm biến áp 110kv sơn la

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGUYỄN HỮU THỨC NGHIÊN CỨU PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ QUÁ ĐIỆN ÁP KHÍ QUYỂN CHO TRẠM BIẾN ÁP 110 KV SƠN LA LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN THÁI NGUYÊN, 2020 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGUYỄN HỮU THỨC NGHIÊN CỨU PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ QUÁ ĐIỆN ÁP KHÍ QUYỂN CHO TRẠM BIẾN ÁP 110 KV SƠN LA NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN MÃ SỐ: 8520201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Nguyễn Đức Tường THÁI NGUYÊN, 2020 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Nguyễn Hữu Thức Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Đức Tường Đề tài luận văn: “nghiên cứu phương thức bảo vệ điện áp khí cho trạm biến áp 110kv Sơn La ” Ngành: Kỹ thuật điện Mã ngành: 8520201 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 10/10/2020 với nội dung sau: - Đã sửa số lỗi tả, lỗi chế luận văn - Đã chỉnh sửa số nội dung theo ý kiến Hội đồng bào vệ Thái Nguyên, ngày 26 tháng 10 năm 2020 Người hướng dẫn khoa học Tác giả luận văn TS Nguyễn Đức Tường Nguyễn Hữu Thức CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TS Đỗ Trung Hải i LỜI CAM ĐOAN Họ tên: Nguyễn Hữu Thức Học viên: Lớp cao học K21, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Đại học Thái Nguyên Nơi công tác: Công ty Điện lực Sơn La Tên đề tài luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu phương thức bảo vệ điện áp khí cho trạm biến áp 110 kV Sơn La.” Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Tôi xin cam đoan vấn đề trình bày luận văn nghiên cứu riêng cá nhân tôi, hướng dẫn TS Nguyễn Đức Tường giúp đỡ cán Khoa Điện, Trường Đại học Kỹ thuật Công Nghiệp - Đại học Thái Ngun Mọi thơng tin trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn gốc Tơi xin hồn toàn chịu trách nhiệm số liệu luận văn Thái Nguyên, ngày 10 tháng năm 2020 Học viên thực Nguyễn Hữu Thức ii LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian nghiên cứu thực luận văn nhận hướng dẫn, bảo tận tình TS Nguyễn Đức Tường, người trực tiếp hướng dẫn luận văn cho Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới thầy Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo, cán bộ, kỹ thuật viên trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Đại học Thái Nguyên tạo điều kiện tốt để tơi hịan thành đề tài nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn đóng góp quý báu bạn lớp động viên giúp đỡ trình thực đề tài Xin gửi lời chân thành cảm ơn đến quan xí nghiệp giúp tơi khảo sát tìm hiểu thực tế lấy số liệu phục vụ cho luận văn Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới gia đình, đồng nghiệp bạn bè ln động viên, khích lệ, chia sẻ khó khăn tơi suốt q trình học tập nghiên cứu hồn thiện luận văn Thái Nguyên, ngày 10 tháng năm 2020 Học viên Nguyễn Hữu Thức iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC VIẾT TẮT vii DANH MỤC HÌNH ẢNH viii DANH MỤC BẢNG BIỂU x PHẦN MỞ ĐẦU I Tính cấp thiết đề tài II Đối tượng phạm vi nghiên cứu III Phạm vi nghiên cứu IV Mục tiêu nghiên cứu đề tài V Phương pháp nghiên cứu VI Kết cấu luận văn CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH DÔNG SÉT VÀ PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ CHỐNG SÉT CẤP CHO TRẠM BIẾN ÁP I Cơ chế hình thành phát triển dơng sét II Q trình hình thành phóng điện sét Giai đoạn phóng điện tiên đạo bước Phóng điện ngược III Tham số phóng điện sét ảnh hưởng tới hệ thống điện Khoảng cách sét đánh Dòng điện sét 10 Độ dốc đầu sóng dịng điện sét 11 Cường độ hoạt động sét 11 Mật độ sét phóng điện xuống đất 13 IV Phương thức bảo vệ chống sét cho trạm biến áp 14 Phương pháp thiết kế bảo vệ chống sét đánh trực tiếp 16 Bảo vệ chống sét cấp cho trạm biến áp 18 KẾT LUẬN CHƯƠNG 20 iv CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG TRẠM BIẾN ÁP 110 KV SƠN LA 21 I Tổng quan trạm biến áp 110kV Sơn La 21 Vai trò trạm biến áp 110kV Sơn La 21 Thông số máy biến áp 22 Thông số máy biến áp T2: 25 II Hiện trạng hệ thống bảo vệ chống sét cấp trạm 110kV Sơn La 27 III Tình hình cố lưới điện tỉnh sơn la trạm biến áp 110kV Sơn La 28 IV Khảo sát tình hình dơng sét địa bàn Tỉnh Sơn La 29 KẾT LUẬN CHƯƠNG 30 CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG TRẠM BIẾN ÁP 110 KV SƠN LA BẰNG CHƯƠNG TRÌNH ATPDRAW 31 I Chương trình ATP-EMTP 31 II Phân hệ chương trình ATPDraw 32 Phần tử đo lường: 32 Nh¸nh (Branches) 33 Đường dây cáp (Lines/Cables) 34 Chuyển mạch (Switches) 35 Nguồn (Sources) 36 Máy biến áp điện lực (Transformers) 37 III Mô Trạm biến áp 110 kV Sơn La chương trình ATPDraw 38 Giới thiệu 38 Mô hình trạm biến áp 110 kV Sơn La chương trình ATPDraw 38 Mơ hình phần tử sơ đồ 40 KẾT LUẬN CHƯƠNG 53 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI ĐỘ TIN CẬY CỦA BẢO VỆ CẤP CỦA TRẠM BIẾN ÁP 110 KV SƠN LA 54 I Giới thiệu chung chống sét van 54 Đặc tính phi tuyến chống sét van 58 III Độ dự trữ cách điện 60 Hệ số bảo vệ 60 v Hệ số dự trữ cách điện 62 Hệ số dự trữ cách điện thiết bị điện trạm biến áp 63 III Nghiên cứu ảnh hưởng tham số dòng điện sét 63 Ảnh hưởng độ lớn đỉnh xung dòng điện sét 63 Ảnh hưởng độ dốc đầu sóng dịng điện sét 65 IV Ảnh hưởng phương thức bảo vệ xuất tuyến 66 Ảnh hưởng điện trở chân cột tới điện áp 67 Ảnh hưởng vị trí sét đánh 69 V Ảnh hưởng số lượng vị trí chống sét van 71 Không lắp đặt chống sét van 71 Bổ sung thêm chống sét van 72 KẾT LUẬN CHƯƠNG 74 PHỤ LỤC 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 vi DANH MỤC VIẾT TẮT ATPEMTP BIL BSL CĐ CSV CWW FACTS FOW IEC IEEE LPL MOCV SPL STATCO M SVC TACS TCSC TOV Alternative Transients Program- Electromagnetic Transients Program Chương trình nghiên cứu độ điện từ Basic insulation level- Mức cách điện xung basic surge withstand lever- Cường độ cách điện xung đóng cắt Cách điện Chống sét van chopped wave withstand- Cường độ cách điện đỉnh xung sét Flexible Alternating Current Transmission System Hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt front of wave- Điện áp phóng điện thời gian đầu sóng International Electrotechnical Commission Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế Institute of Electrical and Electronics EngineersViện kỹ nghệ điện điện tử Lightning impulse Protective Level- Mức bảo vệ xung sét Maximum Fundamental Frequency Continuous Operating Voltage Applied to Arrester Điện áp làm việc liên tục lớn tần số 50Hz đặt lên chống sét switching surge protective (sparkover) level- Mức bảo vệ xung đóng cắt Static Synchronous Compensator- Tụ bù đồng kiểu tĩn Static VAR compensator Thiết bị bù công suất phản kháng kiểu tĩnh Transients Analysis Control System- hệ thống kiểm sốt phân tích q độ Thyristor Controlled Series Capacitor tụ điện nối song song với điện cảm điều khiển cách thay đổi góc mở thyristor Temporary fundamental frequency overvoltages to which the arrester may be exposed-Điện áp áp tạm thời tần số 50Hz mà chống sét phải chịu đựng vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Q trình hình thành đám mây dông Hình Sự phân bố điện tích đám mây Hình Các giai đoạn phóng điện sét từ đám mây xuống đất Hình Quá trình hình thành sét ghi lại camera tốc độ cao Hình Phương thức bảo vệ chống sét cấp cho trạm biến áp 18 Hình Sơ đồ nguyên lý sợi trạm biến áp 110 kV Sơn La 21 Hình 2.Tần suất xuất sét theo tháng 29 Hình 2.Tần suất xuất sét theo ngày 29 Hình Mơ hình trạm biến áp 110 kV Sơn La chương trình ATPDraw 40 Hình Mơ hình thông số nguồn hệ thống 40 Hình 3 Mơ hình khoảng cột xuất tuyến 172/173 42 Hình Mơ hình cột điện 44 Hình Mơ hình thơng số chuỗi cách điện 46 Hình Mơ hình thơng số nguồn sét 46 Hình Mơ hình thơng số dây dẫn trạm 47 Hình Mơ hình thơng số máy biến áp kiểu tụ 48 Hình Đặc tính V-A chống sét van 50 Hình 10 Cài đặt thơng số chương trình ATPDraw 50 Hình Cấu tạo chống sét van sở SiC .55 Hình Đặc tính làm việc chống sét van 55 Hình Cấu tạo CSV khơng khe hở ZnO .56 Hình 4 Chống sét van ZnO có khe hở song song điện trở 57 Hình Chống sét van ZnO có khe hở song song tụ điện 58 Hình Đặc tính phi tuyến (V-A) điện trở ZnO 59 Hình Hệ số dự trữ điện 62 viii Hình Điện áp pha đầu cực máy biến áp T1 .64 Hình a) Điện áp pha A đầu cực T1 theo độ lớn đỉnh xung sét .64 Hình 10 Điện áp đầu cực T1 phụ thuộc độ dốc đầu sóng dịng điện 66 Hình 11 Sự phụ thuộc điện áp đầu cực T1 vào điện trở nối đất chân cột .67 Hình 12 Điện áp đầu cực máy biến điện áp đo lường đường dây 67 Hình 13 Điện áp đầu cực máy biến áp T1 69 Hình 14 Điện áp đầu cực T1 TU 69 Hình 15 Điện áp đầu cực T1, TU173 TUC11 71 Hình 16 Điện áp đầu cực TU171, TU173, TU174 TU176 72 ix DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Giá trị trung bình đỉnh I S 10 Bảng 2: Cường độ hoạt động dông sét khu vực nước 13 Bảng 3: Tổng hợp nghiên cứu mật độ phóng điện sét xuống đất 14 Bảng Đặc tính kỹ thuật máy biến áp T1 23 Bảng 2 Điện áp nấc điều chỉnh máy biến áp T1 24 Bảng Đặc tính kỹ thuật máy biến áp T2 25 Bảng Điện áp nấc điều chỉnh máy biến áp T1 26 Bảng Khả mô ATPDraw 32 Bảng Nhánh tuyến tính đơn 33 Bảng 3 Nhánh phi tuyến 33 Bảng Các mô đun thông số tập trung 34 Bảng Các mô đun không phụ thuộc tần số 34 Bảng Đường dây LCC 35 Bảng Chuyển mạch 35 Bảng Nguồn dòng điện điện áp 36 Bảng Máy biến áp 37 Bảng 10 Các dạng nguồn nhánh khác 38 Bảng 11 Thông số xuất tuyến 172/173 LCC 43 Bảng 12 Thông số cột điện 45 Bảng 13 Thông số máy biến áp 48 Bảng 14 Thông số chống sét van 49 Bảng 15 Thông số chống sét van pha 49 Bảng 16 Thơng số chống sét van trung tính 49 Bảng Quy đổi cường độ điện xung kích (BIL) .61 Bảng Điện áp chịu đựng tính tốn máy biến áp TU 63 x Bảng Xác suất xuất dòng điện sét lớn I (kA) 63 Bảng 4 Sự phụ thuộc đỉnh xung điện áp vào độ dốc đầu sóng dịng điện sét 66 Bảng Đánh giá độ dự trữ cách điện cho thiết bị điện TBA .68 Bảng Độ dự trữ cách điện cho thiết bị điện TBA 70 Bảng Độ dự trữ cách điện lắp đặt thêm 04 chống sét van 73 xi PHẦN MỞ ĐẦU I Tính cấp thiết đề tài Trạm biến áp trình vận hành thường xuyên chịu tác động phóng điện sét gây điện áp đánh thủng cách điện, cố ngắn mạch, chạm đất vv… hậu làm hư hỏng thiết bị điện thiết bị điều khiển trạm, gián đoạn cung cấp điện thời gian dài, gây ổn định hệ thống, an toàn cho người, gây thiệt hại kinh tế [1, 2, 3] vv… Do việc bảo vệ điện áp khí cho trạm biến áp (bảo vệ chống sét cấp 2) đặc biệt quan trọng thiết kế vận hành, nhằm hạn chế tối đa điện áp nguy hiểm xuất trạm biến áp Bảo vệ chống sét cấp nhằm hạn chế độ lớn điện áp dư sóng cắt [4, 5] Cấp bảo vệ thường ứng dụng để bảo vệ thiết bị điện trạm biến áp và/hoặc lắp đặt thiết bị chống áp nhằm tiêu tán lượng xung cắt Phương thức bảo vệ phải đảm bảo độ lớn độ dốc đầu sóng điện áp tác dụng lên cách điện trạm biến áp phải đủ nhỏ (mức dự trữ cách điện đủ lớn) cho tần suất phóng điện trung bình trạm biến áp điện áp khí đạt tới 50 năm hay 100 năm [5, 6, 7] Theo thống kê, năm 2011, có 145 cố đường dây có 100 cố sét, chiếm tỉ lệ 69%; năm 2012, có 119 cố sét/173 cố, chiếm 68%; năm 2013, 77 cố sét/149 cố, chiếm 52%; năm 2014, 127 cố sét/167 cố, chiếm 77%; năm 2015, 72 cố sét/168 cố, chiếm 43% tháng đầu năm 2016 có 58 cố sét/84 cố, chiếm 69% Trong đó, phần lớn cố sét xảy địa bàn Công ty Truyền tải điện quản lý (từ tỉnh Hà Tĩnh trở Bắc): Năm 2011 chiếm 71%; năm 2012 chiếm 67%; năm 2013 chiếm 69%; năm 2014 chiếm 61%; năm 2014 chiếm 69% tháng đầu năm 2016 72% Các cố có nguyên nhân sét thường tập trung từ tháng đến tháng hàng năm [8] Mặt khác, Sơn La nằm vùng miền núi phía Tây Bắc Việt Nam có mật độ sét lớn, điện trở suất đất tương đối cao Hơn thiếu liệu sét dẫn đến tính tốn thiết kế bảo vệ chống sét cho đường dây trạm biến áp chưa đạt yêu cầu, việc phân tích ngun nhân cố gặp khó khăn khơng xác định nguyên nhân, vị trí sét đánh nên giải pháp bảo vệ chưa phù hợp chưa hiệu [8] Xuất phát từ yêu cầu trên, nội dung nghiên cứu tác giả đề xuất đề tài “Nghiên cứu phương thức bảo vệ điện áp khí cho trạm biến áp 110 kV Sơn La”, nhằm áp dụng công cụ phương pháp nghiên cứu phân tích đánh giá chất lượng bảo vệ phương thức bảo vệ Trên sở đề xuất phương thức cải tiến hệ thống bảo vệ chống sét cấp sở phối hợp nhiều giải pháp đồng cho trạm biến áp, đảm bảo cho trạm biến áp làm việc ổn định, tin cậy [9, 10] đạt tiêu chuẩn quốc tế II Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu hệ thống bảo vệ điện áp cấp cho Trạm biến áp 110 kV Sơn La III Phạm vi nghiên cứu Trong phạm vi đề tài, tác giả nghiên cứu đánh giá trạng hệ thống bảo vệ chống sét cấp Trạm biến áp 110kV Sơn La phương pháp đại áp dụng tiêu chuẩn thiết kế IEC, IEEE Nghiên cứu cách toàn diện yếu tố ảnh hưởng tới độ tin cậy hệ thống bảo vệ chống sét như: tham số phóng điện sét; tình hình bảo vệ đoạn đường dây gần trạm góc bảo vệ, hệ thống nối đất chân cột; vị trí, số lượng chất lượng chống sét van; sơ đồ tự bảo vệ cáp Đặc biệt, trình tính tốn phân tích thực chương trình ATPEMTP (Alternative Transients Program- Electromagnetic Transients Program) nghiên cứu độ xoay chiều độ điện từ IV Mục tiêu nghiên cứu đề tài Nghiên cứu trạng bảo vệ chống sét cấp cho Trạm biến áp 110 kV Sơn La Đánh giá yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng bảo vệ chương trình ATPEMTP, từ nghiên cứu giải pháp cải tiến bảo vệ theo tiêu chuẩn chuẩn quốc tế V Phương pháp nghiên cứu Nội dung nghiên cứu bao gồm nội dung nghiên cứu lý thuyết tính tốn, phân tích đối tượng thực phân mềm ATP-EMTP - Nghiên cứu lý thuyết: Phân tích đánh giá hệ thống hóa cơng trình nghiên cứu công bố thuộc lĩnh vực liên quan: báo, sách tham khảo, tài liệu hướng dẫn, tiêu chuẩn IEC, IEEE tiêu chuẩn Việt Nam thuộc phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu thực tiễn: Nghiên cứu thực tế trạm biến áp 110kV Sơn La VI Kết cấu luận văn Chương 1: Tổng quan tình hình dơng sét phương thức bảo vệ chống sét cấp cho trạm biến áp Chương 2: Hiện trạng Trạm biến áp 110 kV Sơn La Chương 3: Mô Trạm biến áp 110 kV Sơn La chương trình ATPDraw Chương 4: Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng tới độ tin cậy bảo vệ cấp Trạm biến áp 110 kV Sơn La CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH DƠNG SÉT VÀ PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ CHỐNG SÉT CẤP CHO TRẠM BIẾN ÁP I Cơ chế hình thành phát triển dơng sét Q trình hình thành đám mây điện phóng điện sét nghiên cứu từ nm 1730-1752 bi Thomas-Franỗois Dalibard (Phỏp) v Benjamin Franklin (M) Tuy nhiên, tượng tự nhiên phức tạp mang tính ngẫu nhiên đến vấn đề khó khăn nhà khoa học Cơ chế hình thành đám mây dông đám mây điện bề mặt trái đất lớp khí gần mặt đất bị hâm nóng thường xuyên lượng ánh sáng mặt trời, gia tăng trình bốc nước bề mặt ổn định khơng khí Sự hấp thụ nhiệt khơng khí phần từ lượng xạ trực tiếp ánh sáng mặt trời phần lớn phản xạ từ phía mặt đất Điều lý giải dông bão xảy lục địa (khoảng 80%) nhiều đại dương (20%) Các đám mây thường hình thành độ cao km so với mặt đất nhiệt độ gần 0oC hạt nước bắt đầu đóng băng Tuy nhiên, đám mây chưa tích điện đến mức tạo phóng điện sét Hình 1 Q trình hình thành đám mây dơng Những dơng hình thành từ ổn định khoảng thời gian ngắn vùng khơng khí nóng ẩm vùng khơng khí lạnh chuyển động đối lưu có chênh lệch mạnh nhiệt độ Trong q trình chuyển động đối lưu, dịng khơng khí lạnh có xu hướng xuống dịng khơng khí nóng ẩm có xu hướng bị đẩy lên tạo thành cột hay tháp Hình 1 Trong trình chuyển động dịng khơng khí nóng liên tục giải phóng lượng (dưới dạng nhiệt ẩn hóa hơi) làm cho bị đẩy lên phía làm tăng thêm ổn định Tháp mây có kích thước lớn với độ cao trung bình từ km tới 10 km có số trường hợp tới 20 km tính từ mặt đất, đường kính tới km, nhiệt độ từ 0oC tới -40oC, tốc độ di chuyển phía khoảng từ đến 10 m/giây đỉnh đạt khoảng 30 m/giây [11] Vùng hoạt động bão kéo dài tới hàng trăm kilometre Năng lượng tích lũy đám mây dơng chủ yếu nhiệt ẩn hóa Trong trường hợp điển hình, người ta đo lượng bão vào khoảng 100 kWh, tương đương với vụ nổ 20 kiloton nguyên tử Tuy nhiên, mức lượng cịn tùy thuộc vào quy mơ bão lượng tích lũy trước đó, lớn 10 đến 100 lần số liệu Hình Sự phân bố điện tích đám mây Các điện tử tự do, ion âm dương tồn sẵn có khơng khí, có ion hóa liên tục tia vũ trụ, xạ nhiệt tia mặt trời, va chạm v.v Hơn nữa, trình chuyển động đối lưu mạnh phân ly hạt nước lớn siêu lạnh tinh thể băng va chạm thành hạt nước nhỏ, trình đứt gãy liên kết sản sinh nhiều điện tử dư ion dương đám mây Các điện tích âm tích lũy hạt tuyết (graupel - hạt nước bị đông lạnh liên kết với tinh thể băng) có xu hướng phân bố vùng có nhiệt độ khoảng từ -5 oC đến -15 oC Cịn ion dương có xu hướng tích lũy tinh thể băng nhỏ phía (đa phần) phía (một phần nhỏ) tháp mây dơng, vùng có nhiệt độ tương ứng khoảng -15 oC đến -40 oC -5 oC Sự hình thành gọi đám mây điện (Hình 2), tập trung điện tích trái dấu hình đám mây dơng phân cực với cường độ điện trường cao, khoảng 400 kV/m Những nghiên cứu giải thích cấu trúc đám mây điện cho đám mây có kích thước lớn nặng có xu hướng tích điện âm, nên thường phân bố vùng phía đám mây dông Ngược lại, thành phần nhỏ nhẹ tích lũy điện tích dương bị đẩy lên phần nhỏ bị đẩy xuống phía Cơ chế phân bố phù hợp với thực nghiệm phịng thí nghiệm G.C Simpson Scrase F.J [12] Sự tích lũy điện tử điện tích dương đám mây kéo theo tập trung điện tích trái dấu phía mặt đất với mật độ lớn Khi cường độ điện trường đạt tới khoảng từ 1000 kV/m đến 3000 kV/m [13] xảy phóng điện vùng tích điện trái dấu nội đám mây điện, đám mây điện khác dấu đám mây điện với mặt đất II Q trình hình thành phóng điện sét Phóng điện sét xẩy đám mây điện khác dấu với nhau, đám mây điện với cấu trúc cao hay phóng điện phát triển phía mặt đất thường gọi sét (lightning) Phóng điện sét xuống đất phóng điện âm phóng điện dương Mỗi đợt phóng điện sét hoàn thành phân chia thành nhiều giai đoạn phát triển phóng điện, thơng thường từ 3-5 giai đoạn Giai đoạn phóng điện tiên đạo bước Trong giai đoạn đầu phóng điện sét gọi phóng điện tiên đạo bước (Stepped leader) thường hình thành qua bước Trước tiên, tập trung điện tích đủ lớn để gây ion hóa mạnh lớp khơng khí xung quanh trung tâm điện tích đám mây, sau phát triển thành tiên đạo bước (Hình 3a) Phía đầu tia tiên đạo nối với trung tâm điện tích đám mây, điện dẫn dịng tiên đạo lớn điện trường phía đầu tia tiên đạo với điện trường đám mây Điện đầu tia tiên đạo khoảng 50 000 kV, dòng điện tiên đạo tương đối nhỏ khoảng 100 A [14], tốc độ từ 105–2.106 m/giây [15, 16] Dịng phóng điện dịng Plasma tiếp tục phát triển nhanh hướng phía mặt đất (Hình 3b), khoảng cách đầu tia tiên đạo cách mặt đất khoảng vài trăm mét, cường độ điện trường đầu tia tiên đạo mặt đất tăng mạnh gây ion hóa khơng khí mạnh mẽ, hình thành dịng phóng điện từ phía mặt đất lên phía đám mây Phóng điện ngược Giai đoạn thứ hai q trình hình thành phóng điện sét phóng điện ngược Khi tia tiên đạo gây ion hóa mạnh khoảng khơng khí gần mặt đất xuất dịng điện phóng điện ngược từ phía mặt đất lên đám mây (Hình 3c, d) Dịng phóng điện ngược có giá trị trung bình 24 kA [17] Vận tốc phóng điện ngược khoảng 0,1 lần tốc độ ánh sáng (khoảng 3.107 m/giây), phụ thuộc vào điều kiện khí hậu Phóng điện sét kết thúc dòng plasma nối liền đám mây điện với đất tạo thành kênh sét Trong giai đoạn đa số điện tích âm đám mây chuyển động phía mặt đất ngược lại điện tích dương chuyển động từ phía mặt đất lên đám mây theo xu hướng trung hòa điện tích, tạo lên dịng điện sét nơi bị sét đánh Lượng điện tích từ đám mây theo kênh sét vào đất với lượng điện tích trái dấu chuyển động phía đám mây Phóng điện ngược Q trình kết nối a) b) c) d) Phóng điện lặp lại Tiên đạo mũi nhọn f) e) g) h) Hình Các giai đoạn phóng điện sét từ đám mây xuống đất ... VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Nguyễn Hữu Thức Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Đức Tường Đề tài luận văn: ? ?nghiên cứu phương thức bảo vệ điện áp khí cho trạm biến áp 110kv Sơn La ”...ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGUYỄN HỮU THỨC NGHIÊN CỨU PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ QUÁ ĐIỆN ÁP KHÍ QUYỂN CHO TRẠM BIẾN ÁP 110 KV SƠN LA NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN MÃ SỐ: 8520201 LUẬN... vi nghiên cứu - Nghiên cứu thực tiễn: Nghiên cứu thực tế trạm biến áp 110kV Sơn La VI Kết cấu luận văn Chương 1: Tổng quan tình hình dơng sét phương thức bảo vệ chống sét cấp cho trạm biến áp