Bảo vệ chống sét truyền vào trạm phân phối điện pot

1 Chương 7: BẢO VỆ CHỐNG SÉT TRUYỀN VÀO TRẠM PHÂN PHỐI ĐIỆN 2 7.1 KHÁI NIỆM CHUNG Trạm được bảo vệ với độ an toàn rất cao, chống sét đánh thẳng bẳng hệ thống thu sét (cột hoặc dây chóng sét). Ngoài ra trạm còn được bảo vệ chống sóng quá điện áp do sét gây ra trên đường dây truyền vào trạm.Vì mức cách điện xung của đường dây lớn hơn mức cách điện xung của trạm. Trạm Biến Áp 3 7.2 BIỆN PHÁP VÀ YÊU CẦU Biện Pháp: Dùng CSV hoặc thiết bị hạn chế quá điện áp đấu vào thanh góp của trạm hoặc đấu trực tiếp ngay đầu vào của MBA. Phối hợp với việc tăng cường bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho đoạn đường dây trước khi đến trạm. Nguyên lý: Đặc tính vôn-giây của thiết bị bảo vệ phải nằm toàn bộ dưới (có khoảng dự trữ) đặc tính vôn-giây của thiết bị cần được bảo vệ. Và điện áp dư phải nhỏ hơn diện áp thử nghiệm xung của cách điện trong của thiết bị cần được bảo vệ.  Điện áp tác dụng lên cách điện của thiết bị được bảo vệ phụ thuộc vào vị trí đặt CSV. Điện áp dư của CSV phụ thuộc vào dòng điện xung qua nó 4  Nếu CSV đặt trực tiếp tại đầu vào của thiết bị được bảo vệ thì điện áp tác dụng lên cách điện cũng bằng điện áp dư trên CSV. Nhưng tại trạm, CSV còn bảo vệ cho các thiết bị khác nên giữa CSV và thiết bị cần được bảo vệ có một khoảng cách nào đó. Do đó, cách điện còn chịu tác dụng một lượng điện áp gia tăng ΔU. Sơ đồ bảo vệ một tạm cụt (để có trường hợp nghuy hiểm nhất) csv A B C U 0 u = at l, v, τ = l / v τ đs 7.2.1 Ảnh hưởng của khoảng cách giữa chống sét van và thiết bị được bảo vệ đến điện áp tác dụng lên cách điện. 7.2 BIỆN PHÁP VÀ YÊU CẦU 5  Chọn gốc thời gian khi sóng đến CSV đầu tiên (A), trong thực tế thường τ đs > τ = 2l / v. Khi CSV làm việc, thì điện áp phóng điện U p của CSV sẽ bằng tổng sóng tới và sóng phản xạ. U p = at p + a(t p -2τ) = 2at p – 2aτ Suy ra, thời gian từ lúc sóng tới đến vị trí CSV cho đến khi CSV làm việc:  Tại thời điểm t p CSV làm việc cắt sóng tới ở trị số bằng at p cho nên từ phía sau CSV sóng có biên độ at p . Vì là trạm cụt nên sóng quá điện áp sẽ tăng lên gấp đôi. Điện áp lớn nhất tác dụng lên cách điện MBA: 2 2 p p U a t a τ + = max x 2 2 cd p p du tn l U at U a U U U v = = + ≈ + ∆ ≤ 7.2 BIỆN PHÁP VÀ YÊU CẦU 6  Khoảng cách l và độ dốc a càng lớn thì lượng điện áp tăng ΔU càng cao. Khoảng cách lớn nhất cho phép giữa CSV và thiết bị được bảo vệ: ( ) x 2 tn p cp U U v l a − ≤  Muốn tăng phạm vi bảo vệ cho phép của CSV cần phải giảm độ dốc của sóng truyền vào trạm. Bằng cách không cho (hạn chế) sét đánh trực tiếp hoặc phóng điện ngược vào dây dẫn trong đoạn gần trạm. U tnx :điện áp thử nghiệm xung của cách điện cuathiết bị được bảo vệ Cụ thể: tăng cường chống sét ( giảm nhỏ góc bảo vệ α ) trên đoạn đường dây trước khi vào trạm (1 đến 3 km) trong tường hợp có bảo vệ chống sét trên toàn tuyến. Nếu đường dây không có bảo vệ chống sét thì phải bảo vệ chống sét trên đoạn đường dây trước khi vào trạm. Và cả hai trường hợp phải giảm điện trở nối đất của cột điện trên đoạn đường dây đó. 7.2 BIỆN PHÁP VÀ YÊU CẦU 7 Như vậy sóng chỉ có thể truyền từ đường dây vào trạm sau khi đã chạy qua khoảng cách được tăng cường bảo vệ đó, và dưới tác dụng của vầng quang xung làm giảm độ dốc sóng truyền vào trạm. 7.2 BIỆN PHÁP VÀ YÊU CẦU 8 Xét sơ đồ bảo vệ trạm: csv Z i CSV U dư 2u t SV 2 t du C U U I Z − = 7.2.2 Ảnh hưởng của dòng điện xung qua CSV đến trị số điện áp dư của nó. 7.2 BIỆN PHÁP VÀ YÊU CẦU U t : biên độ sóng quá điện áp truyền tới trạm U dư : điện áp dư trên CSV khi dòng điện xung qua nó bằng trị số dòng điện phối hợp 9 Nếu đường dây không được tăng cường bảo vệ ở đoạn tới trạm thì khi sét đánh vào cột, nơi đặt CSV. SV du C s c U I I R = − csv U du R c I s i CSV 7.2 BIỆN PHÁP VÀ YÊU CẦU Ví dụ: Với PBC-110 thì U dư = 376kV tương ứng I ph = 10kA Nếu I s = 100kA, R c = 10Ω thì I CSV = 100 – 367/10 = 63,3kA » I ph = 10kA  Như vậy, dòng điện qua CSV vượt quá xa giới hạn của dòng điện phối hợp. Hư hỏng CSV là điều khó tránh khỏi. 10 7.3 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ BẢO VỆ TRẠM  CSÔ 2 có nhiệm vụ bảo vệ máy cắt điện đường dây trong trường hợp máy cắt đã ở trạng thái cắt mà đường dây vẫn còn quá điện áp. 1- Đối với đường dây cột xà gỗ csô 1 csô 2 MC csv MC csv a) b)  CSÔ 1 dùng để hạn chế biên độ của sóng truyền vào trạm và bảo vệ cách điện đường dây. Điện áp trên dây dẫn sau khi CSÔ 1 làm việc U DD = I csô .R csô [...]... thì sóng sau khi truyền qua xth vào trạm, không còn nguy hiểm cho trạm vì độ dốc đầu sóng < acp Ngược lại, sét đánh trong xth đều xem như nguy hiểm ( > acp ) 14 7.4.2 Tính chỉ tiêu chống sét của trạm do sóng truyền vào 1- Nếu đường dây được bảo vệ bằng dây chống sét trên toàn tuyến hoặc chiều dài của phần đường dây được bảo vệ bằng dây chống sét lớn hơn xth Khả năng xuất hiện quá điện áp được đặc trưng... cần tăng mức an toàn trong đoạn tới trạm bằng cách giảm góc bảo vệ α ( . 1 Chương 7: BẢO VỆ CHỐNG SÉT TRUYỀN VÀO TRẠM PHÂN PHỐI ĐIỆN 2 7.1 KHÁI NIỆM CHUNG Trạm được bảo vệ với độ an toàn rất cao, chống sét đánh thẳng bẳng hệ thống thu sét (cột hoặc dây chóng sét) . Ngoài. cường chống sét ( giảm nhỏ góc bảo vệ α ) trên đoạn đường dây trước khi vào trạm (1 đến 3 km) trong tường hợp có bảo vệ chống sét trên toàn tuyến. Nếu đường dây không có bảo vệ chống sét thì. sét) . Ngoài ra trạm còn được bảo vệ chống sóng quá điện áp do sét gây ra trên đường dây truyền vào trạm. Vì mức cách điện xung của đường dây lớn hơn mức cách điện xung của trạm. Trạm Biến Áp