đồ án tốt nghiệp môn cao áp, chương 14 docx

Chng 14: Thành phần từ của điện áp cảm ứng Độ dốc của dòng sét a = (di c /dt) có thể coi là một hằng số đối với mỗi dòng điện sét. Do đó để tính thành phần từ của điện áp cảm ứng ta phải xác định M dd (t). )46(1ln. 2).1( . ln2,0)( III h H h h H Htv htM dd dd dd 4-Xác định suất phóng điện V pđ : Từ các giá trị điện áp giáng trên chuỗi cách điện và từ đặc tuyến vôn giây của chuỗi sứ ta có các giá trị thời gian xảy ra phóng điện (t i ) . Biên độ dòng điện sét nguy hiểm sẽ là: I i = a i . t i Từ đây ta có xác suất phóng điện là: )47( . 1 IIIVVV n i aIpd ii Suất cắt do sét đánh vào đỉnh cột: n c = V pđ . N c . III.2.1.2-Trình tự tính toán. Số lần sét đánh vào đỉnh cột hoặc lân cận đỉnh cột. N c =N/2 = 120/2 = 60lần /100km.năm Xác suất hình thành hồ quang: = 0,48 Xác định V pđ : Để xác định V pđ ta phải xác định điện áp đặt trên chuỗi cách điện khi sét đánh vào đỉnh cột hoặc lân cận đỉnh cột. R c = 11 L c dd = L o .h dd = 0,6.14 = 8,4H với L o là điện cảm đơn vị dài thân cột. v = .c = 0,3.300 = 90 m/s là vận tốc phóng điện ng-ợc của dòng điện sét (theo sách h-ớng dẫn thiết kế kỹ thuật điện cao áp ta có = 0,3 ; c là vận tốc ánh sáng c = 300m/s). U lv vận tốc trung bình của đ-ờng dây. kV, . U lv 1757 3 11022 Các thành phần còn lại của điện áp trong công thức ( III 36 ) đều phụ thuộc vào độ dốc a, thời gian t và độ cao của dây dẫn. 1- Điện áp giáng trên chuỗi cách điện của pha A. a/ Thành phần điện của điện áp cảm ứng: Thay công thức( III 43 ) vào công thức ( III 44 ) ta có: )48( )1( ).).(.() ( ln. 1,0 . . 1)( 2 III Hhh Htvhtvhtv ah h hK tU c c A dd A dd cs d cu Trong đó: +Hệ số ngẫu hợp khi có ảnh h-ởng của vầng quang pha A : K A-cs vq = 0,224 (đã tính ở III.1.2.4 ). + h cs =h c =18,84m ; h dd = h dd A = 14m. H = h cs + h dd = 18,84+14 = 32,84m ; h = h cs h dd =18,84-14= 4,84m. =0,3. b/ Thành phần từ của điện áp cảm ứng: dt di )t(M dt di .L)t(U s dd c dd c t cu ; L c dd = L o .h dd A = 8,4 H a =di s /dt : độ dốc đầu sóng của sét di c /dt: tốc độ biến thiên của dòng điện đi trong thân cột có xét tới sự thay đổi tr-ớc và sau phản xạ của sóng sét từ cột lân cận trở về. c/ Điện áp trên dây dẫn gây ra bởi dòng điện sét đi trong dây chống sét K.U cs (t).: dt di ).t(M dt di .LR.i)t(U c cs c cs csscs L c cs = L o . h cs = 11,304H - Ta phải tìm i c và di c /dt trong hai tr-ờng hợp: + Tr-ờng hợp 1: Tr-ớc khi có sóng phản xạ từ cột lân cận về đó là khoảng thời gian t 2.l kv /c (l kv = 190m là chiều dài khoảng v-ợt ). t 2.190 /300 =1,27 s. Theo công thức ( III 39 ) và ( III 40 ) ta có: 1 2 vq cs cs vq cs vq cs c Z )t(Mt.Z Z a )t(i c vq cs vq csc R.Z Z.a dt di 2 trong đó : cs c c vq cs L. R.Z 2 2 1 Nhận xét: Khi R; a; t thay đổi thì i c (t) và di c /dt thay đổi. + Tr-ờng hợp 2: Khi có sóng sét phản xạ từ cột lân cận trở về : Đó là thời gian t > 2.l kv hay t > 2.190 /300 = 1,27 s. Theo công thức ( III 42 ) và ( III 43 ) ta có: )49( )1.( 2 )(2. )( . 2 IIIe R tMLa ti t cscs c Và : )50( 2 )(2. . 2 2 IIIe R tMLa dt di t cscsc Trong đó: 054,0 304,11.28,348 11.2 .2 .2 2 cs ccs c LL R Viết lại biểu thức điện áp trên chuỗi cách điện: lvcs d cu is dd iC dd ccccd U)t(kU)t(U dt d )t(M dt d LRi)t(U Với di s / dt = a ta có : )t(M.a dt di LRi)t(U cs c dd ccccs Ta có: lv d cu csddcs c dd c c cccd U)t(U)t(M.K)t(M.(a)L.KL( dt di )K(Ri)t(U 1 Với K là hệ số ngẫu hợp của pha A với dây chống sét có kể đến ảnh h-ởng của vầng quang K A-cs v q = 0,224 Thay số vào ta có: 17,57)()}(.224,0)(.{ )304,11.224,04,8()224,01()( tUtMtMa dt di RitU d cu csdd c cccd (III 51) 2 - Điện áp giáng trên chuỗi cách điện của pha B; C. Với = 0,3; K B-cs vq = 0,147 ; h dd = h dd B = 11 m ; H = h cs + h dd B = 18,84+11=29,84m h = h cs - h dd B = 7,84m Với pha B,C ta có : 17,57)()}(.147,0)(.{ )304,11.147,06,6()147,01()( )( tUtMtMa dt di RitU d cu csdd c cc CB cd 3- So sánh điện áp giáng trên chuỗi cách điện pha A và pha B. ở cùng một thời gian tác động và cùng một độ dốc của dòng điện sét, ở cùng một thời gian tác động và cùng độ dốc của dòng điện sét, nếu chuỗi cách điện của pha nào có điện áp giáng lớn hơn thì pha đó có xác suất phóng điện lớn hơn. Chọn thông số của dòng điện sét tính toán : t = 3 s; a =10kA/s. a/ Tính toán với pha A: Thay t và a vào các công thức: kVtU d cu 4,173)( 22,101 84,4 84,32 ln 84,18.2 84,4 84,32).3,01( 84,323.90 ln84,18.2,0)( 36,71 84,4 84,32 ln. 14.2 84,4 84,32).3,01( 84,323.90 ln14.2,0)( tM tM cs dd Thay t ; a đã chọn và R =11 vào công thức ( III 39 ) và ( III 40 ): skA e dt di kVeti c c /54,7)22,10.28,348(.054,0. 11.2 .11 55,241.22,10.28,348 11.2 11 )( 3.054,0 3.054,0 Thay các giá trị U c- dd (t); M dd (t) ; M cs (t) ; i c (t) ; di c /dt vào ( III 5 0): U cđ A (t) = (1 - 0,224).11.24,55 + 7,54.(8,4 - 0,224.11,304)+ + 11. (7,366 + 0,224. 10,22) + 173,4 + 57,17 = 561,8kV b/Tính toán với pha B: kVtU d cu 25,140)( 53,7)42,10.28,348( 11 . 2 .054,0.11 52,241.42,10.28,348 11.2 11 )( 42,101 84,7 84,29 ln 84,18.2 84,7 84,29.3,1 84,293.90 ln84,18.2,0)( 64,51 84,7 84,29 ln. 11.2 84,7 84,29.3,1 84,293.90 ln11.2,0)( 3.054,0 3.054,0 e dt di eti tM tM c c cs dd Thay các giá trị vừa tính toán vào công thức ta có: U cđ B (t) = (1-0,147).11.24,52+7,53.(6,6- 0,147.11,304)+11(5,64+0,147.10,42) +140,25 + 57,17 =483,23kV. So sánh điện áp trên cách điện khi đ-ờng dây bị phóng điện ta thấy: U cđ A = 561,8kV > U cđ B = 483,23kV. Vậy với cùng một tham số của dòng điện sét thì chuỗi cách điện của pha A phải chịu điện áp lớn hơn so với pha B và Pha C. Do đó ta sẽ tính xác suất phóng điện khi sét đánh vào đỉnh cột với các thông số kỹ thuật của pha A. . 53,7)42,10.28,348( 11 . 2 .054,0.11 52,241.42,10.28,348 11.2 11 )( 42,101 84,7 84,29 ln 84,18.2 84,7 84,29.3,1 84,293.90 ln84,18.2,0)( 64,51 84,7 84,29 ln. 11.2 84,7 84,29.3,1 84,293.90 ln11.2,0)( 3.054,0 3.054,0 e dt di eti tM tM c c cs dd Thay các giá trị vừa tính toán vào công thức ta có: U cđ B (t) = (1-0 ,147 ).11.24,52+7,53.(6,6- 0 ,147 .11,304)+11(5,64+0 ,147 .10,42) +140 ,25 + 57,17 =483,23kV. So sánh điện áp trên cách điện khi. h dd B = 7,84m Với pha B,C ta có : 17,57)()}( .147 ,0)(.{ )304,11 .147 ,06,6( )147 ,01()( )( tUtMtMa dt di RitU d cu csdd c cc CB cd 3- So sánh điện áp giáng trên chuỗi cách điện pha A và pha B. ở. tính ở III.1.2.4 ). + h cs =h c =18,84m ; h dd = h dd A = 14m. H = h cs + h dd = 18,84 +14 = 32,84m ; h = h cs h dd =18,84 -14= 4,84m. =0,3. b/ Thành phần từ của điện áp cảm ứng: dt di )t(M dt di .L)t(U s dd c dd c t cu