Kỹ thuật cao áp - Chương 9 potx

Kỹ thuật cao áp. Bộ môn: Năng lợng điện Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên. http://www.ebook.edu.vn 1 Chơng IX Bảo vệ chống sét trạm biến áp Đ9-1. Khái niệm chung: Bảo vệ chống sét đối với trạm biến áp có yêu cầu cao hơn nhiều so với đờng dây. Trớc tiên, phóng điện trên cách điện trong trạm tơng đơng với ngắn mạch trên thanh góp và ngay cả khi có các phơng tiện bảo vệ hiện đại cũng vẫn đa đến sự cố trầm trọng nhất trong hệ thống. Ngoài ra mặc dù trong kết cấu cách điện của thiết bị thờng cố gắng sao cho mức cách điện trong lớn hơn cách điện ngoài nhng trong vận hành do quá trình già cỗi của cách điện trong mạnh hơn nhiều nên sự phối hợp có thể bị phá hoại và dới tác dụng của quá điện áp, có khả năng xảy ra chọc thủng điện môi và không phải chỉ là phóng điện men theo bề mặt của cách điện ngoài. Tuy không thể đạt đợc mức an toàn tuyệt đối nhng khi tính toán chọn các biện pháp chống sét phải cố gắng giảm xác suất sự cố tới giới hạn thấp nhất và " chỉ tiêu chịu sét của trạm" số năm vận hành an toàn không có xuất hiện điện áp nguy hiểm đối với cách điện của trạm phải đạt mức hàng trăm hoặc hàng ngàn năm. Nội dung của bảo vệ chống sét trạm biến áp bao gồm bảo vệ chống sét đánh thẳng và bảo về chống sét từ đờng dây truyền vào trạm. Bảo vệ chống sét đánh thẳng cho trạm đợc thực hiện bằng cột thu sét, dây thu sét nh đã trình bày ở các chơng XVIII và XIX. Trong phạm vi chơng này sẽ dành riêng để nghiên cứu về chống sét truyền từ đờng dây vào trạm. Nội dung bảo vệ chống sét trạm biến áp bao gồm bảo vệ chống sét đánh thẳng và bảo vệ chống sét từ đờng dây truyền vào trạm. bảo vệ chống sét đánh thẳng cho trạm đợc thực hiện bằng cột thu sét, dây thu sét nh đã trình bày ở các chơng XVIII và XIX. Trong phạm vi chơng này sẽ dành riêng để nghiên cứu về chống sét truyền từ đờng dây vào trạm. Mức cách điện xung kích của trạm đợc chọn theo trị số điện áp d của chống sét van và có chiều hớng ngày càng giảm thấp do chất lợng của loại thiết bị này đợc nâng cao. Bởi vậy mức cách điện của trạm không phụ thuộc vào mức cách điện đờng dây và còn thấp hơn nhiều. Ví dụ trạm 110kV có điện áp thí nghiệm xung kích khoảng 460 KV trong khi đó trị số điện áp phóng điện xung kích bé nhất của chuỗi sứ đờng dây cột sắt tới 650kV tức là cao hơn 40% và nếu đờng dây dùng cột xà gỗ thì mức cách điện của đờng dây tới 1840kV nghĩa là cao hơn nhiều lần so với cách điện của trạm. Quá điện áp do sét đánh thẳng vào dây dẫn hoặc vào dây chống sét và gây phóng điện ngợc tới dây dẫn hoặc dới hình thức cảm ứng khi sét đánh gần đờng dây sẽ lan truyền từ nơi bị sét đánh dọc theo đờng dây vào trạm biến áp. Trong quá trình đó nếu biên độ còn giữ trị số lớn hơn so với mức cách điện đờng dây thì sẽ có phóng điện xuống đất, nghĩa là biên độ của sóng quá điện áp khi truyền vào trạm đợc giảm dần tới mức cách điện đờng dây () U 50% . Kỹ thuật cao áp. Bộ môn: Năng lợng điện Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên. http://www.ebook.edu.vn 2 Để đảm bảo điều kiện làm việc bình thờng của chống sét van nh đã trình bày ở chơng XX cần phảihạn chế dòng điện sét qua nó không vợt quá giới hạn 5 ữ10kA, dòng điện quá lớn sẽ làm cho điện áp d tăng cao ảnh hởng đến sự phối hợp cách điện trong nội bộ trạm và còn có thể làm hỏng chống sét. Khi sét đánh ở xa trạm ( cách xa từ vài km trở lên) đóng điện qua chống sét van có trị số 2U Z t = 2 50% U Z mà U 50% là mức cách điện đờng dây và Z là tổng trở sóng của nó. Với đờng dây 110kV sẽ tính đợc IKA csv == 2650 400 325 . ,, nhu vậy là hoàn toàn cho phép. Tính toán với các đờng dây điện áp cao hơn hoặc với đờng dây cột gỗ cho thấy yêu cầu trên đều đợc thoả mãn. Khi sét đánh gần trạm do phản xạ nhiều lần từ nơi sét đánh tới thanh góp của trạm nên dòng điện sét sẽ phân bổ tỷ lệ nghịch với điện trở nối đất cột điện R ở nơi sét đánh và điện trở của chống sét van R csv ( hình 9-1). II R RR csv s csv = + (9-1). Điện trở của chống sét van là tỷ số giữa điện áp d với giới hạn dòng điện sét thông qua nó, Ví dụ điện trở của chống sét van 110kV có trị số bằng R csv == 367 10 36 7, . Nếu nối đất cột điện có trị số 10 và dòng điện sét tính theo 150kA thì phần dòng điện qua chống sét van sẽ có trị số: IkA csv = + =150 10 10 36 7 32 11. , , nh vậy là vợt quá giới hạn cho phép. Để dòng điện không vợt quá giới hạn cho phép thì nối đất ở mọi cột điện trong đoạn gần trạm phải đạt đợc trị số rất bé, nh trong ví dụ của trạm 110kV, trị số R phải giảm tới mức < 2,62. Nếu không thực hiện đợc nối đất tốt nh vậy thì cần phải loại trừ khả năng sét đánh thẳng vào dây dẫn ở đoạn gần trạm. Với mục đích đó, đoạn đờng dây 1 ữ 2km dẫn đến trạm thờng đợc bảo vệ bằng dây chống sét hoặc cột thu sét. Việc bảo vệ ở đoạn tới trạm không những chỉ có tác dụng đảm bảo điều kiện làm việc bình thờng cuả chống sét van mà còn có tác dụng giảm độ dốc sóng truyền vào trạm. ở trạm biến áp, chống sét van đặt ở thanh góp nên giữa nó tới các thiết bị luôn có một khoảng cách nhất định. Điện cảm của đoạn dây nối từ chống sét van tới thiết bị và điện dung của cách điện thiết bị sẽ hình thành mạch dao động L - C làm cho điện áp đặt trên thiết bị có thể vợt quá trị số điện áp d của chống sét van. Độ chênh lệch này càng lớn thì chống sét van đặt càng xa thiết bị và sóng truyền vào trạm có độ dốc lớn. Để có thể dùng số ít chống Hình 9-1 Tính toán dòng điện qua chống sét van R CSV I CSV I R Kỹ thuật cao áp. Bộ môn: Năng lợng điện Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên. http://www.ebook.edu.vn 3 sét van mà vẫn bảo vệ đợc toàn bộ các thiết bị trong trạm, phải hạn chế độ dốc sóng bằng cách trớc khi vào trạm sóng phải đi qua một đoạn đờng có chiều dài nhất định, vầng quang trên đoạn này sẽ làm giảm độ dốc sóng (xem chơng 4). Khi dòng điện sét đủ lớn để có thể gây phóng điện trên cách điện đờng dây, điện áp truyền vào trạm sẽ có dạng nh ở hình 9-2b. Đỉnh nhọn đầu tiên của điện áp không ảnh hởng gì vì nó đợc mài mòn dới tác dụng của vầng quang trong quá trình truyền tới trạm. Điểm cực đại thứ hai là trị số điện áp giáng trên điện trở nối đất I, R. Và nếu dòng điện còn lớn hơn tức là khi () IR 1- k s U 50% của cách điện đờng dây thì sẽ xẩy ra phóng điện trên cách điện pha thứ hai và điện áp treen nó đợc biểu thị nh trên hình 9-2c điện áp nhảy vọt tới giới hạn U 50% cảu đờng dây và có tốc độ dốc thẳng đứng. Trờng hợp sét đánh thẳng vào cột hoặc vào dây chống sét và có gây phóng điện ngợc tới dây dẫn thì điện áp trên dây dẫn cũng sẽ có dạng đầu sóng vuông góc nh trên hình 9-2c còn biên độ của nó trong quá trình truyền vào trạm sẽ giảm dần tới mức cách điện của đờng dây. Tổng hợp các hình thức trên, có thể chọn các tham số sóng truyền vào trạm nh sau: Biên độ sóng bằng mức cách điện xung kích của đờng dây U 50% . Tại nơi sét đánh sóng có độ dốc thẳng đứng và khi truyền vào trạm độ dốc sẽ giảm thấp dới tác dụng của vầng quang ( xem Đ 4-8 chơng 4). Độ dốc này đợc xác định theo công thức: a U t U x == 50% 50% (9-2) Trong đó: U 50% mức cách điện xung kích đờng dây. x độ dài truyền sóng. hệ số có trị số bằng 1 c với xác định theo công thức (4-54). Có thể đạt mức an toàn tuyệt đối nếu đoạn tới trạm đợc bảo vệ chống sét đánh thẳng bằng cột thu sét vì nó loại trừ hoàn toàn khả năng sét đánh vào dây dẫn hoặc phóng điện ngợc tới dây dẫn. Tuy nhiên bảo vệ bằng cột thu sét đặt cách ly với đờng dây sẽ rất tốn kém và gặp nhiều khó khăn nên đoạn tới trạm thờng đợc bảo vệ bằng dây chống sét với các yêu cầu về nối đất và góc bảo vệ chặt chẽ hơn so với khi dùng bảo vệ đờng dây. Chiều dài đoạn tới trạm ( đợc bảo vệ chống sét đánh thẳng) chọn trong khoảng 1 ữ 2 km theo yêu cầu truyền sóng nh đã phân tích ở trên. Kỹ thuật cao áp. Bộ môn: Năng lợng điện Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên. http://www.ebook.edu.vn 4 Hình 9-2 Các trờng hợp truyền sóng vào trạm biến áp 1. Điện áp trên dây dẫn bị sét đánh ; 2. Điện áp trên dây dẫn lân cận; 3. Đặc tính Vôn -giây của cách điện đờng dây; 4. Đặc tính Vôn -giây có nhân thêm hệ số 1 1 k Sơ đồ nguyên lý của bảo vệ trạm cho ở hình 9-3. Sơ đồ a ứng với trờng hợp đờng dây dùng cột gỗ, trong sơ đồ này chỉ đặt dây chống sét ở đoạn tới trạm. Mức cách điện ở cột trong đoạn này giảm đi rất nhiều, vì thân cột gỗ đã bị nối tắt bởi dây nối đất của dây chống sét. Ví dụ cho đờng dây 110kV, khi treo dây chống sét cách điện chỉ còn phần cuối sứ và đoạn xà gỗ 2m và có trị số khoảng 850 -900kV trong khi đó ở các cột không treo dây chống sét cách điện có thể đạt tới mức 1840kV. Do đó đoan tới trạm đợc xem là nơi cách điện yếu của đờng dây và ở đầu đoạn tới trạm phải đợc bảo vệ bằng chống sét ống PT 1 . ở phía trạm còn đặt thêm chống sét ống PT 2 làm nhiệm vụ bảo vệ cách điện của máy cắt đờng dây khi nó hở mạch ( điện áp tăng cao do phản xạ ở nơi hở mạch). Chỉ dùng PT 2 trong trờng hợp máy cắt thờng xuyên có chế độ vận hành hở mạch và đầu kia vẫn còn điện áp (cung cấp đienẹ hai chiều) vì việc sử dụng nó bị hạn chế bởi các lý do sau đây: U max =I s R U 50 % U 50% t U U =100I S 3 1 U max =I s R k U 1 %50 4 3 1 2 1 2 U =100I S U t a) b) c) U U max =100I s U 50% a v t 1 Kỹ thuật cao áp. Bộ môn: Năng lợng điện Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên. http://www.ebook.edu.vn 5 PT 2 không đợc làm việc khi máy cắt đóng mạch nên khe hở ngoài phải chỉnh định ở khoảng cách lớn. Nếu PT 2 động tác nhầm (phóng điện khi máy cắt vẫn đóng mạch) thì sẽ rất nguy hiểm vì nó đa sóng cắt có tốc độ rất lớn vào trạm đồng thời còn gây nên sự cố ngắn mạch ở thanh góp là một trong các loại sự cố trầm trọng nhất của hệ thống. Do PT 2 không đợc làm việc khi máy cắt đóng mạch nghĩa là nó phải nằm trong phạm vi bảo vệ của chống sét van. Thờng PT 2 đặt ở cột cuối của đờng dây, khoảng cách từ nó tới chống sét van khá xa nên yêu cầu trên rất khó thực hiện. Đờng dây cột sắt không treo dây chống sét trên toàn tuyến có sơ đồ bảo vệ ở đoạn tới trạm tơng tự với sơ đồ a nhng có thể không đặt PT 1 vì mức cách điện của cột khi treo dây chống sét sẽ không bị giảm thấp nh trong trờng hợp cột gỗ. Đối với đờng dây cột sắt đợc bảo vệ bằng dây chống sét toàn tuyến thì sơ đồ bảo vệ ở đoạn tới trạm nh trên hình 9-3b, ở đây không cần đặt thêm chống sét ống ngoài việc tăng cờng nối đất và giảm góc bảo vệ . Việc bảo vệ ở đoạn tới trạm bằng dây chống sét không thể loại trừ hoàn toàn khả năng sét đánh vào dây dẫn ở gần trạm và do đó vẫn có thể đa vào trạm sóng có độ dốc lớn do các phóng điện ngợc từ dây chống sét tới dây dẫn. Trong tính toán chỉ tiêu chịu sét của trạm, các trờng hợp đợc xem là nguy hiểm đối với cách điện là khi sóng truyền vào trạm có độ dốc v ợt quá giới hạn an toàn, giới hạn này xác định bởi đặc tính xung kích của cách điện và khoảng cách từ đó tới nơi đặt chống sét van ( mục Đ 9-4). Từ giới hạn về độ dốc an toàn sẽ tính đợc độ dài truyền sóng cần thiết ( x th ) theo công thức (9-2), mọi trờng hợp có xuất hiện điện áp trên dây dẫn trong đoạn này đều xem nh nguy hiểm vì có thể đa váo trạm sóng có độ dốc lớn. Nếu đờng dây đợc bảo vệ bằng dây chống sét toàn tuyến hoặc chiều dài phần đờng dây đợc bảo vệ bằng dây chống sét lx th thì nguy hiểm đối với trạm chỉ xảy ra khi có sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn và khi có phóng điện ngợc từ dây chống sét tới dây dẫn trong phạm vi đoạn x th . Số các trờng hợp này hàng năm sẽ bằng: () Nhn x v h l vv h l v cs ng s th c pd c pd121 006 009 100 1=ữ + + ,, . (9-3) Hình 9-3 Sơ đồ nguyên lý của bảo vệ chống sét trạm biến áp a) Đờng dây cột gỗ có treo dây chống sétở đoạn tới trạm b)Đờng dây có treo dây chóng sét trên toàn tuyến P T 1 P T 2 PB PB a) b) Đoạn tới trạm đợc bảo vệ Kỹ thuật cao áp. Bộ môn: Năng lợng điện Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên. http://www.ebook.edu.vn 6 Ký hiệu và nội dung các số hạng trong công thức này giống nh của công thức (8-24) trong chơng XXI về bảo vệ chống sét đờng dây. Nếu đờng dây chỉ đợc bảo vệ bằng dây chống sét trên một đoạn có chiều dài lx th < thì số trờng hợp nguy hiểm cho trạm ngoài trị số tính theo công thức (9-3) còn phải kể đến mọi trờng hợp sét đánh vào dây dẫn trong đoạn ( xl th ): () Nhnlv h l vv h l v cs ng s c pd c pd221 006 009 1=ữ + + +,, . + () 006 009 1 100 ,, . ữ hn x dd ng s th (9-4) trong đó h dd là độ treo cao của dây dẫn đặt trên cùng của phần đờng dây không treo dây chống sét. Chỉ tiêu chịu sét của trạm đợc tính theo M N = 1 . Khi chỉ tiêu chiu sét quá thấp có thể giải quyết bằng cách tăng cờng bảo vệ ở đoạn tới trạm để giảm các xác xuất phóng điện hoặc tăng số lợng chống sét van trong trạm nhằm nâng cao giới hạn về dộ dốc an toàn, rút ngắn độ dài truyền sóng cần thiết x th và do đó giảm số lần phóng điện N. Đ9-2. Điện áp trên cách điện của trạm trong sơ đồ đơn giản Trớc khi nghiên cứu sơ đồ phức tạp của các trạm thực tế nên xét sơ đồ đơn giản trên hình 9-4 có đủ các thành phần cơ bản: đờng dây tới trạm, chống sét van, điện dung của cách điện thiết bị và đoạn dây nối l từ chống sét van tới thiết bị đợc bảo vệ. Việc phân tích các sơ đồ này tuy đơn giản nhng có thể rút ra đợc các quy luật quan trong vận dụng vào các trạm thực tế. Trớc tiên hãy nghiên cứu sơ đồ hình 9-4a với giả thiết điện dung của cách điện C bằng không và tổng trở sóng của đoạn dây nối l có cùng trị số với tổng trở sóng đờng dây. Nh vậy sẽ trở về bài toán đã đợc nghiên cứu ở chơng XVII ( Đ4-6b) và trên hình 9-5 cho dạng điện áp trên chống sét van khi sóng tới có dạng sóng xiên góc. Do điện áp trên chống sét van giữ không đổi dù biên độ sóng tới có thể rất lớn nên có thể xem chống sét van nh nguồn một chiều với trị số điện áp nguồn bằng điện áp d của nó. Điện áp tại điểm A điểm đặt thiết bị gồm thành phần sóng tới và thành phần sóng phản xạ từ đầu cuối tức là từ điểm B trở về. Tại điểm này ( điểm B) sóng phản xạ đợc xác định theo công thức UU U fcsvt = và khi về đến A sẽ chậm hơn sóng tới khoảng thời gian 2 2 = l v . Kỹ thuật cao áp. Bộ môn: Năng lợng điện Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên. http://www.ebook.edu.vn 7 Trên hình 22-5b cho cách xác định bằng đồ thị điện áp đặt trên cách điện ( điểm A), sóng phản xạ từ điểm B về đợc xếp chồng lên thành phần sóng tới. Điện áp cực đại trên cách điện có trị số: () Uat atata cd p p p.max =++=+222 UUa cd ct.max =+2 (9-5) trong đó : a độ dốc sóng tới (dạng sóng xiên góc) U ct điện áp chọc thủng của chống sét van = 2at p t p thời gian phóng điện của chống sét van. Nh vậy trị số điện áp cực đại trên cách điện vợt quá trị số điện áp chọc thủng của chống sét van một lợng 2 2 a al v = , tỷ lệ với độ dốc sóng tới và khoảng cách l . Các đờng chấm trên hình 9-5b biểu thị điện áp trên cách điện ứng với các trị số khác nhau của . Công thức (9-5) chỉ dùng trong trờng hợp mà 2 + t pds p . Nếu 2 + t pds f sẽ có: UU U cd t ct .max .max =+ 2 (9-6) Hình 9-4 Sơ đồ điển hình của bảo vệ chống sét trong nội bộ trạm biến áp. l đ s C PB B A U t B l đ s C PB A U t t U d U csv U t U f =U csv -U t U t U U cđ U d 2 l p -U U d U f U cđmax l p+2 2 đs U cđ U cđ U cđ U t U t max b) a) Kỹ thuật cao áp. Bộ môn: Năng lợng điện Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên. http://www.ebook.edu.vn 8 Hình 9-5 Dạng điện áp trên chống sét van và trên cách điện của sơ đồ bảo vệ Hình 9-4a- khi x = 0 và ứng với các trị số khác nhau của = l v Trờng hợp này không thể có trong các sơ đồ thực tế ví nh đã thấy ở trên sóng tới thờng có trị số lớn hơn nhiều so với mức cách điện của trạm do đó điện áp trên cách điện không thể vợt quá biên độ sóng tới. Bây giờ xét ảnh hởng của điện dung C ( hình 9-6). Khi truyền qua điện dung độ dốc sóng sẽ bị giảm, các mũi nhọn của điện áp tuy đợc san bằng nhng không nhiều nên điện áp tác dụng lên cách điện vẫn tính theo (9-5). Khi phân tích sơ đồ hình 9-4b trớc tiên cũng giả thiết điện dung của cách điện bằng không. Sơ đồ này có phức tạp hơn vì phải tiến hành tính toán phản xạ nhiều lần của sóng trên đoạn AB. Khi C = 0, ở điểm B sóng phản xạ sẽ lắp lại dạng và biên độ sóng tới ( phản xạ dơng toàn phần) còn ở điểm A, nơi đặt chống sét van, sóng phản xạ đợc xác định bằng phơng pháp đồ thị tơng tự nh trên hình 9-5. Kết quả của việc xác định bằng phơng pháp đồ thị đối với sơ đồ hình 9-4b khi C = 0 cho trên hình 9-7. Từ hình vẽ thấy rằng, do tính chất không đờng thẳng của đặc tính vôn - ămpe của chống sét van nên điện áp trên nó vẫn giữ không đổi, chống sét van vẫn đợc xem nh nguồn có điện áp không đổi và phản xạ từ chống sét van đợc tiến hành với dấu ngợc lại. Điện áp trên cách điện có dạng dao động chung quanh trị số điện áp d với chu kỳ dao động T l v ==44 tơng tự nh khi đờng dây hở mạch ở đầu cuối. Nếu trên hình 9-7 chống sét van bị chọc Hình 9-6 Dạng điện áp trên cách điện và trên chống sét van của sơ đồ bảo vệ hình 22-4a khi có sét ảnh hởng của điện dung và ứng với trị số khác nhau của = l v 1. Sóng tới tác dụng lên chống sét van; 2. Hai lền trị số sóng tới; 3. Sóng phản xạ từ chống sét van trở về; 4. Sóng phản xạ về tới nơi đặt điện dung U 2 U t 1 3 U CSV t U U Cđ U Cđ U Cđ 4 1 t U d Kỹ thuật cao áp. Bộ môn: Năng lợng điện Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên. http://www.ebook.edu.vn 9 thủng sau khi sóng phản xạ từ đầu cuối hở mạch về đến điểm () A t p > 2 thì điện áp cực đại trên cách điện có trị số: UUa cd ct.max = + 2 (9-7) Nếu chống sét phóng điện trớc khi có phản xạ trở về ( ) t p < 2 thì do việc tăng gấp đôi điện áp ở đầu cuối nên : UU cd ct.max = 2 (9-8) Bây giờ xét ảnh hởng của điện dung C của cách điện. Có thể thấy đợc, cũng nh trong sơ đồ không có điện dung, điện áp trên chống sét van giữ gần nh hằng số và chống sét van đợc xem nh nguồn điện áp dạng sóng xiên góc có độ dốc bằng độ dốc sóng tới và biên độ bằng trị số điện áp d của nó. Để xác định gần đúng trị số điện áp trên cách điện, có thể thay thế phần sơ đồ gồm đoạn dây nối l và điện dung ở đầu cuối bằng mạch dao động L C có tần số dao động riêng: == 11 LC CZ Hình 9-7 Xác định bằng phơng pháp đồ thị điện áp trên chống sét van và trên cách điện của sơ đồ bảo vệ hình 9-4b khi CU t = 0( sóng tới chống sét van từ hai phía). U csv (t) t p 2 I csv U csv = f(I csv ) U U t U t U csv = I csv 2 z đs U ct t U cđ (t) Kỹ thuật cao áp. Bộ môn: Năng lợng điện Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên. http://www.ebook.edu.vn 10 và chu kì TCZ TC ==22 Nh vậy sẽ trở về trờng hợp đã đợc nghiên cứu trong mục Đ 4-5, điện áp cực đại trên điện dung phụ thuộc vào tỷ lệ T ds (công thức 4-34). Trong trờng hợp này vì độ dài đầu sóng ds du U a = nên: dựa vào hình 17-9 để xác lập quan hệ giữa điện áp cực đại trên cách điện U U cd du .max theo 2a U du ứng với các trị số khác nhau của T C / (hình 9-8). Nh đã trình bày ở trên, sơ đồ thay thế này chỉ đợc dùng khi T C / > 2 còn khi T C / <2 thì điện áp trên cách điện sẽ gần bằng trị số nh trong trờng hợp C = 0 và xác định theo (9-7). So sánh kết quả thu đợc trên hai sơ đồ có vị trí chống sét và thiết bị đổi chỗ cho nhau thấy rằng, khi thiết bị đặt trớc chống sét van thì điện áp trên cách điện sẽ là một đỉnh nhỏ xếp chồng lên điện áp d của chống sét van. Điện áp cực đại trên cách điện phụ thuộc vào độ dốc sóng tới và có thể vợt quá hai lần trị số điện áp chọc thủng (hoặc điện áp d) của chống sét van. Tăng trị số điện dung của cách điện sẽ làm giảm điện áp nhng không nhiều. Khi vật đợc bảo vệ đặt phía sau chống sét van, điện áp trên cách điện có dạng dao động tắt dần quanh trị số điện áp d. Tăng điện dung sẽ làm tăng điện áp trên cách điện nhng nó không vợt quá hai lần trị số điện áp d của chống sét van. Đ9-3. Điện áp trên cách điện trong sơ đồ có cáp ở đoạn tới trạm. Hình 9-8 Quan hệ U U a U cd du du .max 2 ứng với các trị số khác nhau của TC / ( theo sơ đồ bảo vệ hình 22-4b). Khi xây dựng đờng cong ứng với TC C ==00() đã giả thiết UU ct du = du Cd U U max 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0 T =8 4 2 1 0 Udu a 2 [...]... 12 14 16 18 20 22 s Hình 9- 1 4 Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên 16 http://www.ebook.edu.vn Kỹ thuật cao áp Bộ môn: Năng lợng điện Kiểm tra an toàn đối với cách điện máy biến áp 220kV Đờng cong chịu điện áp ; 2 Điện áp trên cách điện theo sơ đồ hình 9- 4 a ; 3 Điện áp trên cách điện theo sơ đồ hình 9- 4 b; 4 Điện áp trên cách điện theo sơ đồ hình 9- 9 Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên... điện áp tác dụng lên nó phải hoàn toàn nằm 1,2 U 2,3 dới đờng cong chịu điện áp Hình 9- 1 4 cho U max 0,8 3 ví dụ kiểm tra đối với máy biến áp 220kV Từ 1 các đờng cong này thấy rằng; đối với sơ đồ 1,2 0,4 hình 9- 4 chỉ cần so sánh điện áp trên cách t điện với điện áp thí nghiệm khi sóng cắt còn sơ 0 2 4 6 8 10 s đồ hình 9- 9 thì so sánh với điện áp thí nghiệm Hình 9- 1 3 khi toàn sóng Đờng cong chịu điện áp. .. a = > U ct Thay trị số a = sẽ đợc: v ds Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên 11 http://www.ebook.edu.vn Kỹ thuật cao áp U Ut Bộ môn: Năng lợng điện l> i 2it 1,0 Ut it 0,8 I0 1 3 0,2 0 UCt 0,4 Với Ut Z 0,6 2 2 4 6 tp 8 10 12 t/0 14 16 Hình 9- 1 0 Điện áp trên các điểm của sơ đồ hình 9- 9 và dòng điện trên đờng dây Cc = v. ds U t U ct ( 9- 1 0) trạm 110kV có U t = 650kV ,U ct = 285kV và khi chiều... U ct U du nên U 0 U d u đồng thời dòng điện trong mạch có trị số I 0 0 Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên 12 l Ut Z CC pB a) L=Z I0 U0 C0= C zC b) Hình 9- 1 1 Sơ đồ thay thế của sơ đồ trạm biến áp hình 9- 9 http://www.ebook.edu.vn Kỹ thuật cao áp Bộ môn: Năng lợng điện Có thể từ đờng cong của hình 9- 1 0 để xác định trị số I 0 nếu cho tới lúc chống sét van phóng điện cha có xuất hiện sóng... biến áp là một phụ tải không lớn nên cuối đoạn cáp đợc Hình 9- 9 xem nh hở mạch và dùng phơng pháp Sơ đồ trạm biến áp có đặt cáp đặc tính để tính toán về phản xạ nhiều ở đoạn tới trạm lần Z Hình 9- 1 0 cho kết quả tính toán khi c = 0,05, ds = 0,5 c và = 0,1 c Các quan Z hệ này ứng với các số liệu thờng gặp trong thực tế Zc = 25 , Z = 500 , ds = 2 s, lc = 600m và l = 120m Từ hình vẽ cho thấy, điện áp ở... các mục Đ 9- 2 và Đ 9- 3 cho thấy, điện độ trên cách điện là một sóng dài, biên áp bằng điện áp d của chống sét van trên đó có chồng hoặc dao động tần tắt dần hoặc đỉnh xung ngắn Do đó phải so sánh với trị số điện áp thí nghiệm cả khi toàn sóng cũng nh khi sóng tắt Đối với máy biến áp, dựa trên kết quả thực nghiệm đã xây dựng đợc đờng cong chịu điện áp nh trên hình 9- 1 3 Để cách điện của máy biến áp đợc an.. .Kỹ thuật cao áp Bộ môn: Năng lợng điện ở các nhà máy thuỷ điện thờng dùng đoạn cáp dài hàng trăm mét nối từ trạm biến áp tới trạm phân phối ngoài trời (hình 9- 9 ) Trong trờng hợp này sẽ xảy ra phản xạ nhiều lần của sóng trong đoạn dây l Ut cũng nh trong đoạn cáp lcs do đó quá l lC trình tính toán sẽ rất phức tạp Trớc hết 1 Z ZC 3... khác nhau, việc xác định điện áp trên cách điện ứng với các trị số khác nhau của độ dốc sóng tới ( biên độ sóng tới lấy bằng mức cách điện xung kích của đờng dây) đợc tiến hành bằng phơng pháp tính toán dựa theo quy tắc sóng đẳng trị (mục Đ 4-7 ) hoặc tiến hành nghiên cứu trên mô hình Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên 13 http://www.ebook.edu.vn Kỹ thuật cao áp Bộ môn: Năng lợng điện Trong... đặt máy biến áp, chống sét van v.v Điện dung đợc phân bổ Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên 14 http://www.ebook.edu.vn Kỹ thuật cao áp Bộ môn: Năng lợng điện về các điểm nút gần nhất theo định luật mômen tức là phân làm hai phần tỷ lệ ngợc với khoảng cách tới các điểm nút gần đó l1 l1 pB 60 500 II 20 750 44 III V 192 0 T a) 7 24 450 l2 l1 I 7 I 280 c) 10 II 10 6 4 III 60 pB 300 p9 60 10 l2... Kỹ thuật cao áp Bộ môn: Năng lợng điện toàn rất cao (chỉ tiêu chịu sét đạt hàng trăm hoặc hàng ngàn năm) nên suốt trong thời gian sử dụng thiết bị, quá điện áp nguy hiểm chỉ xuất hiện khoảng vài ba lần Do đó có thể không cần xét đến hiệu ứng tích luỹ của quá điện áp và có thể lấy trị số điện áp thí nghiệm xung kích để biểu thị giới hạn cho phép của cách điện Phân tích kết quả tính toán ở các mục Đ 9- 2 . đợc: Hình 9- 9 Sơ đồ trạm biến áp có đặt cáp ở đoạn tới trạm l l C Z Z C 3 1 U t Kỹ thuật cao áp. Bộ môn: Năng lợng điện Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên Đờng cong chịu điện áp ; 2. Điện áp trên cách điện theo sơ đồ hình 9- 4 a ; 3. Điện áp trên cách điện theo sơ đồ hình 9- 4 b; 4. Điện áp trên cách điện theo sơ đồ hình 9- 9 . . Điện áp trên các điểm của sơ đồ hình 9- 9 và dòng điện trên đờng dây. Hình 9- 1 1 Sơ đồ thay thế của sơ đồ trạm biến áp hình 9- 9 0 2 4 6 8 10 12 14 16 1,0 0,8