bảo vệ chống sét trạm biến áp 110/35 kv, chương 17 docx

Chng 17: Tính thời gian truyền sóng giữa các nút Sơ đồ thay thế ở tình trạng vận hành nguy hiểm nhất nh- trên hình 4-12. Đối với trạm 35kV ta có U 50% = 465(kV) và tính toán với sóng có độ dốc đầu sóng a =300kV/ s Vậy ta có: )s(55,1tkhi)kV(465 )s(55,1tkhi)kV(t.300 U 01 đs a U %50 Ta tính toán với sóng tam giác. Vậy sóng truyền vào trạm có dạng: t khiII t khit.aI max Thời gian để sóng từ 1 đến 2 là: t 12 = )s(13,0 300 39 v l 12 Thời gian để sóng đi từ 2 đến 3 là: t 23 = )s(14,0 300 42 v l 23  Thêi gian ®Ó sãng ®i tõ 2 ®Õn 4 lµ: t 24 = )s(05,0 300 15 v l 24  §Ó thuËn tiÖn cho viÖc tÝnh to¸n ta chän b-íc thêi gian lµ -íc sè cña t 12 , t 23 ,t 24l lµ: t = 0,01(s). Ta chän gèc t¹i nót 1 lµ t = 0( s) Thêi gian ®Ó sãng truyÒn tíi nót 2 lµ: t = 0,13( s) Thêi gian ®Ó sãng truyÒn tíi nót 3 lµ: t = 0,27( s) Thêi gian ®Ó sãng truyÒn tíi nót 4 lµ: t = 0,18( s) 2-Tính điện áp tại các nút 2.1 Nút I Tại nút là nút đặt thanh góp với đ-ờng dây tới, do vậy ta có: Z đt = )( Z 200 2 400 2 Điện dung: C 1 = 429,2pF Hằng số thời gian nạp mạch: T C1 = Z đt .C 1 =200.429,2.10 -6 = 0,86(s) Ta có tỉ số: 116,0 086,0 01,0 T t 1C Hệ số khúc xạ tại nút I là: 1 400 2002 2 . Z Z. dt U 01 C 2.U đt Z đt U c Z c U 21 I I Hình 4.12: Sơ đồ tính điện áp tại nút 1 Từ sơ đồ Petersen ta có: 2.U đt = U 01 + U 21 Trong đó: + U 01 là sóng từ đ-ờng dây truyền tới điểm 1. + U ' 21 là sóng tới nút 1 do sóng phản xạ U 21 đi từ nút 2 nh-ng chậm pha sau thời gian là t = 2.t 12 = 0,26 (s) hay U ' 21 = U 21 (t- 0,26) Trong khoảng thời gian t < 2.t 12 thì U 21 = 0 do ch-a có sóng phản xạ từ nút 2 về nút 1. Do đó ta có: 2.U đt = U 01 Trong khoảng thời gian t 2.t 12 khi này có sóng phản xạ từ 2 về 1. Biết đ-ợc 1C T t , 2.U đt, Z đt ta tính đ-ợc điện áp tại nút 1 theo ph-ơng pháp tiếp tuyến liên tiếp: U 1 (t+ t) = U 1 (t) + U 1 (t) Mà ta có: 1 1 2 C dt T t ).UU(U Hay: U 1 (t+t) = U 1 (t) + )t(U)t(U T t dt C 1 1 2 Sóng truyền từ nút 1 đến nút 2: U 12 = U 1 - U ' 21 2.2 Nút II Tại nút là nút đặt thanh góp trạm biến áp có 3 đ-ờng dây tới, do vậy ta có: Z đt = )(33,133 3 400 3 Z Điện dung: C 2 = 1593,7pF Hằng số thời gian nạp mạch: T C2 = Z đt .C 2 =133,33.1593,7.10 -6 = 0,212(s) Ta có tỉ số: 047,0 212,0 01,0 T t 2C Hệ số khúc xạ tại nút II là: 666,0 400 33,133.2 Z Z.2 dt 2.U dt Z dt C 2 Hình 4.13: Sơ đồ tính điện áp tại nút 2 Từ sơ đồ Petersen ta có: 2.U đt = n 1m m2 .U m2 = 0,667 .(U 12 + U 32 + U 42 ) Trong đó: + U ' 21 , U ' 32 , U ' 42 là sóng phản xạ từ nút 1, 3, 4 truyền về nút 2 nh-ng chậm pha sau thời gian là U ' 21 = U 21 (t- 0,26) U ' 32 = U 32 (t 2.t 23 ) = U 32 (t 0,28) U ' 42 = U 42 (t 2.t 42 ) = U 42 (t 0,1) Hay: U 2 (t+t) = U 2 (t) + )t(U)t(U2 T t 2dt 2C 2.3 Nút III Tại nút III có đặt máy biến áp, chỉ có một đ-ờng dây đi đến nên ta có: Z đt = Z = 400() Thời gian nạp mạch: T C3 = Z đt .C 3 = 400.1757,1.10 -6 = 0,7(s) Hệ số khúc xạ tại nút 3 là: 2 400 4002 2 . Z Z. dt Ta có sơ đồ Petersen nh- sau: 23 U III 2.U ®t Z ®t C `` H×nh 4.14: S¬ ®å tÝnh ®iÖn ¸p t¹i nót III Ta cã tõ s¬ ®å Petersen: 2.U ®t = 2. ' 45 U T-¬ng tù nh- trªn ta cã: U 4 (t + t) = U 4 (t) +   )()( tUtU T t C 545 5 2   Trong ®ã: 014,0 7,0 01,0 T t 3C   2.4 Nót IV S¬ ®å thay thÕ Petersen: U 12 U IV 2.U 32 ' ®t Z ®t H×nh 4.15: S¬ ®å tÝnh ®iÖn ¸p t¹i nót 4 T¹i nót IV cã ®Æt chèng sÐt van vµ cã 2 ®-êng d©y tíi nªn ta cã: Z ®t = )( Z  200 2 400 2 HÖ sè khóc x¹ t¹i nót 4: 1 400 2002 2  . Z Z. dt Chèng sÐt van cã ®Æc tÝnh nh- sau: U CSV =K.I  = 243. I 0,02 Tõ s¬ ®å Petersen ta cã ph-¬ng tr×nh:   )UU.(U.U. '' n m ' mmdt 4323 1 33 12    R csv C Ta có ph-ơng trình nh- sau: 2.U đt = U csv + Z đt .(I C + I CSV ) 2.U đt =Z đt . tU)tU. K 1 ( dt )t(dU .C CSV 1 CSV CSV Ph-ơng trình sai phân: 2.U đt =Z đt . tU)tU. K 1 ( t tU)tt(U .C CSV 1 CSV CSVCSV 2.U đt (t + t)= tU)tU. K 1 ()t(U)t(U.2 Z.C t CSV 1 CSVCSVdt dt Từ đó bằng tinh toán ta tính đ-ợc điện áp và dòng điện của chống sét van. Từ kết quả tính đ-ợc ta vẽ đ-ợc đồ thị điện áp và dòng điện của chống sét van. Cũng từ đó ta kiểm tra đ-ợc chống sét van có bị phá hỏng bởi dòng điện hay không (dòng qua chống sét van không đ-ợc quá 10kA). Kết quả ta tính với sóng sét có thông số trên có dạng nh- sau: Đồ thị ta có điện áp U1 có dạng nh- sau: 200 §-êng cong ®iÖn ¸p t¸c dông lªn thanh gãp 0,5 1 1,5 §Æc tÝnh V-S cña chuæi c¸ch ®iÖn 800 400 600 1000 1200 U 1 (kV)  t( s) §å thÞ ta cã ®iÖn ¸p U 2 cã d¹ng nh- sau: -100 0 100 200 300 400 500 600 0 0.5 1 1.5 2 [...]...Ta có đồ thị điện áp nút U3 nh- sau: U1(kV) 600 500 Đ-ờng cong chịu điện áp của MBA 400 300 200 100 0,5 1 1,5 Ta có đồ thị dòng chống sét van nh- sau: t( s) 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 -0.10.00 0.50 1.00 1.50 *Nhận xét: - Từ các đồ thị trên ta thấy khi sóng sét có thông số biên độ U = 465kV và độ dốc đầu sóng a = 300kV/s tryền vào trạm, trạm vẫn đảm bảo an toàn . toán ta tính đ-ợc điện áp và dòng điện của chống sét van. Từ kết quả tính đ-ợc ta vẽ đ-ợc đồ thị điện áp và dòng điện của chống sét van. Cũng từ đó ta kiểm tra đ-ợc chống sét van có bị phá hỏng. hỏng bởi dòng điện hay không (dòng qua chống sét van không đ-ợc quá 10kA). Kết quả ta tính với sóng sét có thông số trên có dạng nh- sau: Đồ thị ta có điện áp U1 có dạng nh- sau: 200 §-êng cong. 1.50 *Nhận xét: - Từ các đồ thị trên ta thấy khi sóng sét có thông số biên độ U = 465kV và độ dốc đầu sóng a = 300kV/ s tryền vào trạm, trạm vẫn đảm bảo an toàn.