Bảo vệ chống sét từ đường dây truyền vào trạm

Bảo vệ chống sét từ đường dây truyền vào trạm

a h

a h

R

b

a

a

x

x







14

7

Độ cao thấp nhất của phạm vi bảo vệ được xác định:

7

a

h

Đối với trường hợp bốn cột thu lôi hình 8-4 b phần ngoài bao quanh của khu vực bảo vệ cũng được xác định theo những công thức nêu trên Ngoài ra còn phải kiểm tra khoảng cách đường chéo D, vật có độ cao h xsẽ được bảo vệ hoàn toàn nếu thỏa mãn điều kiện:

)

(

8 h h x

)

(

8 h h x

D  P với h > 30 m

Ví du: ï

Hãy tính toán vùng bảo vệ của hai cột thu lôi có chiều cao h= 10 m, khoảng cách giữa các cột thu lôi a = 8 m

Trang thiết bị được bảo vệ có kích thước như sau: cao h x= 8 m, rộng d = 2 m, dài c=7m kiểm tra xem vùng bảo vệ có bao kín trang thiết bị nói trên không?

Giải:

Chúng ta phải tính toán vùng bảo vệ ở độ cao h x = 8 m có bao kín diện tích đáy của thiết bị c  d = 27 m hay không?

Chiều cao tác dụng của cột thu lôi:

2 8



a h

Dùng công thức (8-8) trong đó h = h a,h x  0 ta xác định được bán kính R x ở độ cao

x

h

x

R = 1,5 2 = 3 m dùng công thức (8-10) để tìm b x:

8 , 1 8 2 14

8 2 7 3 2 14

7













a h

a h R b

a

a x

Vậy khoảng cách hẹp nhất của vùng bảo vệ là 2  1,8 =3,6 m

Dùng công thức (8-11) để tìm chiều cao thấp nhất của vùng bảo vệ :

9 , 8 7

8 10



h

Theo tính toán ta được:

o

x m h

h 8  = 8,9 m

d = 2m < 2.b x=3,6 m

c = 7m < a = 8 m Vậy trang thiết bị được bảo vệ hoàn toàn

b.Bảo vệ chống sét từ đường dây truyền vào trạm

Các đường dây trên không dù có được bảo vệ chống sét hay không thì các thiết bị điện có nối với chúng đều phải chịu tác dụng của sóng sét truyền từ đường dây đến Biên độ quá điện áp khí quyển có thể lớn hơn điễn áp cách điện của thiết bị, dẫn đến chọc thủng cách điện , phá hoại thiết bị và mạch điện bị cắt ra Vì vậy, để bảo vệ các thiết bị trong trạmbiến áp tránh sóng quá điện áp truyền từ đường dây vào phải dùng các thiết bị chống sét các thiết bị chống sét này sẽ hạ thấp biên độ sóng qúa điện áp đến trị số an toàn cho cách điện cần được bảo vệ (cách điện của máy biến áp và các thiết bị khác đặt trong trạm)

Thiết bị chống sét chủ yếu cho trạm biến áp là chống sét van (CSV) kết hợp với chống sét ống (CSO) và khe hở phóng điện

Khe hở phóng điện là thiết bị đơn giản nhất gồm hai điện cực, trong đó một điện cực nối với mạch điện còn điện cực kia nối đất (hình 8-5)

Khi làm việc bình thường khe hở cách ly những phần tử mang điện (dây dẫn) với đất Khi có sóng qúa điện áp chạy trên đường dây, khe hở phóng điện sẽ phóng điện và truyền xuống mặt đất Ưu điểm của loại thiết bị này là đơn giản rẻ tiền Song vì nó không có bộ phận dập hồ quang nên khi nó làm việc bảo vệ rơle có thể cắt mạch điện Vì vậy khe hở phóng điện thướng chỉ làm bảo vệ phụ (ví dụ, bảo vệ biến áp) cũng như làm bộ phận trong các loại chống sét khác

Chống sét ống (CSO) có sơ đố nguyên lý cấu tạo như hình 8-6 chống sét ống gồm hai khe hở phóng điện S1 ,S2 trong đó khe hở S1 được đặt trong ống làm bằng vật liệu sinh khí như fibrôbakêlit vinipơlát Khi có sóng điện qua điện áp sóng S1, S2 đều phóng điện Dưới tác dụng của hồ quang, chất sinh khí phát nóng và sản sinh ra nhiều khí làm cho áp suất trong ống tăng tới hàng chục ata và thổi tắt hồ quang

Khả năng dập hồ quang của chống sét ống rất hạn chế Ưùng với một trị số dòng điện giới hạn nhất định, nếu dòng điện lớn, hồ quang không bị dập tắt gây ngắn mạch tạm thời làm cho bảo vệ rơle có thể cắt mạch điện

Chống sét ống chủ yếu dùng để bảo vệ chống sét cho các đường dây không treo đường dây chống sét cũng như làm phần tử phụ trong các sơ đồ bảo vệ trạm biến áp Chống sét van (CSV) gồm có hai phần tử chính là khe hở phóng điện và điện trở làm việc Khe hở làm việc của chống sét van là một chuỗi các khe hở có nhiệm vụ như đã xét ở trên Điện trở làm việc là điện trở phi tuyến có tác dụng hạn chế dòng điện kế tục (dòng ngắn mạch chạm đất) qua chống sét van khi sóng quá điện áp chọc thủng các khe hở phóng điện Dòng điện này được duy trì bởi điện áp mạng điện

Cần phải hạn chế dòng điện qúa tục d8ể dập tắt hồ quang trong khe hở làm việc sau khi chống sét van làm việc

Nếu tăng điện trở làm việc sẽ làm cho dòng kế tục giảm xuống Nhưng cần chú ý khi sóng quá điện áp tác dụng lên chống sét van, dòng xung kích có thể đạt tới vài ngàn ampe đi qua điện trở làm việc , tạo nên trên điện trở một điện áp xung kích gọi là điện áp dư của chống sét van

Để bảo vệ cách điện phải giảm điện áp dư, do đ1o cần phải giảm điện trở làm việc

Như vậy, trị số của điện trở làm việc phải thoả mãn hai yêu cầu trái ngược nhau: cần phải có trị số lớn để hạn chế dòng kế tục và cần có trị số nhỏ để hạn chế điện áp dư Chất vilit thoả mãn được hai yêu cầu này nên nó được làm điện trở chống sét van Điện trở của nó giảm khi tăng điện áp đặt vào và điện trở của nó tăng khi điện áp giảm xuống bằng điện áp của mạng

Bảo vệ chống sóng qúa điện áp truyền từ đường dây vào trạm biến áp đạt được bằng cách đặt chống sét van và biện pháp bảo vệ đoạn dây gần trạm(hình 8-7)

Đoạn gần trạm 1-2 km được bảo vệ bằng dây chống sét để ngăn ngừa sét đánh trực tiếp vào đường dây CSO 1 đặt ở đầu đoạn đường dây gần trạm nhằm hạn chế biên độ sóng sét

Nếu đường dây được bảo vệ bằng dây chống sét (DCS) toàn tuyến thì không cần đặt CSO 1,CSO 2 dùng bảo vệ máy cắt khi nó ở vị trí cắt

Với trạm 3 – 10 kv được bảo vệ thao sơ đồ đơn giản hơn , không cần đặt DCS ở đoạn gần trạm mà chỉ cần đặt CSO ở cách trạm 200 m, trên thanh góp của trạm hay sát máy biến áp đặt CSV

Ngoài ra để bảo vệ chống quá điện áp cho trạm còn phải phối hợp cách điện của trạm biến áp

Nối đất chống sétcần phải đảm bảo quy định sau:

Với trạm có trung tính trực tiếp nối đất điện áp từ 110 kv trở lên thì điện trở nối đất cho phép là 0,5 

Với trạm có trung tính cách điện, điện áp dưới 110 kv điện trở nối đất cho phép là

4 

Với trạm công suất bé (dưới 100kVA) điện trở nối đất cho phép là 10 