HIỆN tượng dông sét và ẢNH HƯỞNG của DÔNG sét đến hệ THỐNG điện VIỆT NAM

Đố Đố ÁN ÁN TỐT TỐT NGHIỆP NGHIỆP Kỹ thuật điện điện cao cao áp áp Kỹ thuật HIỆN TƯỢNGÌDÔNÍSET VÀ ẢNH HƯỞNG CỦAbởi DÔNG SÉTcùng ĐẾNmột HỆ đám THỐNG NAM điện mây ĐIỆN có VIỆT thể hình thành nhiều trung tâm điện tích, chúng phóng điện xuống đất) Tia tiên đạo môi trường Plasma có điện tích lớn Đầu tia nối với trung tâm điện tích đám mây nên phần điện tích trung Hệ thống điện phận hệ thống lượng bao gồm NMĐ tâm nàydây -vào tia hộ tiêntiêu đạo tíchđónày phân đường TBAtrong thụPhần điện.điện Trong có phần tử có bố số lượng lớndọc quan trọng TBA, đường dây Trong trình vận hành phần tử theo chiều dài tia xuống mặt đất Dưới tác dụng điện trường tia tiên đạo, chịu ảnh hưởng nhiều tác động thiên nhiên mưa, gió, bão đặc hiểmđiện tích bị ảnh mặt sét đất Khimà có địa điểm cố séttập đánh cóbiệt nguy tập trung kháchưởng dấu kết vào tùy TBA, thuộc đường dây gây hư hỏng cho thiết bị trạm dẫn tới việc vào tình hình củathiệt đất hại Nếu đấtkinh có điện dẫndân đồng điểm ngừng cung cấpdẫn điệnđiện gây lớnvùng tới tế quốc nằm phía đầu tia tiên đạo Còn vùng đất có điện dẫn không nâng(cócaonhiều mức nơi độ cung cấp dẫn điện,khác giảmnhau) chi phí nâng đất cao độ tập an đồngĐểnhất có điện thiệt điện hại tíchvàtrong toàn vận hành phải tính toán bố trí bảo vệ chống sét cho HTĐ trung nơi có điện dẫn cao Quá trình phóng điện phát triển dọc theo đường sức nối liền đầu tia tiên đạo với nơi tập trung điện tích mặt đất địa điểm sét đánh trên- mặt đấtTƯƠNG định sẵn.SÉT LI HIỂN DÔNG 1.1.1 - Khái niêm chung: Do để định hướng cho phóng điện sét ta phải tạo nơi có mật độ sét làdiện tích hiệnlớn tượng thiên làsét đánh phóngtrực tia tiếp lửa điện tập Dông trung điện Nêncủaviệc bảonhiên, vệ chống cho khoảng cách giữadựa cáctrên điệntính cựcchọn lọc lớn (trung khoảng 5km) công trình củabình phóng điện sét Hiện tốc tượng phóngtriển điệncủacủa dôngđiện sét ngược gồm hai phóng Nếu độ phát phóng vloại mật độđóđiện trường điện đám mây tích điện phóng điện đám mây tích điện với mặt điện tích tia tiên đạo ô đơn vị thời gian điện tích đất đất là: Trong phạm isvi= v đồô án ta nghiên cứu phóng điện đám mây tích điện với mặt đất (phóng điện mây - đất) Với tượng phóng điện gây Công thứccho nàyđời tính toán trường hợp sét đánh vào nơi có nối đất tốt (có trị nhiều trở ngại sống concho người số điện trở nhỏ không đáng kể) Các đám mây tích điện với mật độ điện tích lớn, tạo cường độ điện trường lớn hình thành dòng phát triển phía mặt đất Giai đoạn Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41 Trang 21 Đố ÁN TỐT NGHIỆP 1.1.2 - Kỹ thuật điện cao áp Tình hình dôns sét Viêt Nam: Việt Nam nước khí hậu nhiệt đới, có cường độ dông sét mạnh Theo tài liệu thống kê cho thấy miền đất nước Việt nam có đặc điểm dông sét khác : + o miền Bắc, số ngày dông dao động từ 70 -ỉ- 110 ngày năm số lần dôns từ 150 -ỉ- 300 lần trung bình ngày xảy từ -r dông + Vùng dông nhiều miền Bắc Móng Cái Tại hàng năm có từ 250 -ỉ-300 lần dông tập trung khoảng 100 -ỉ- 110 ngày Tháng nhiều dông tháng 7, tháng + Một số vùng có địa hình thuận lợi thường khu vực chuyển tiếp vùng núi vùng đồng bằng, số trường hợp dông lên tới 200 lần, số ngày dông lên đến 100 ngày năm Các vùng lại có từ 150 -ỉ- 200 dông năm, tập trung khoảng 90 -ỉ- 100 ngày + Nơi dông miền Bắc vùng Quảng Bình hàng năm có Ngô Giã Phùng - HTĐ.K41 Trang ểm — Đố ÁN TỐT thuậtđiện điệncao caoáp áp ĐO ANNGHIỆP Kỹ TOT NGHĨẸP Kỹ thuật Bàng 1-1 : Số ngày dông tháng: phía Bắc (đến Quảng Ngãi) khu vực tương đối nhiều dông tháng 4, từ tháng đến tháng số ngày dông khoảng 10 ngày/ tháng, tháng nhiều dông (tháng 5) quan sát 12 -ỉ- 15 ngày (Đà Nang 14 ngày/ tháng, Bồng Sơn 16 ngày/tháng ), tháng đầu mùa (tháng 4) tháng cuối mùa (tháng 10) dông ít, tháng gặp từ + ngày dông Phía Nam duyên hải Trung Bộ (từ Bình Định trở vào) khu vực dông nhất, thường có tháng số ngày dông khoảng 10/tháng Tuy Hoà lOngày/tháng, Nha Trang ngày/tháng, Phan Thiết 13 ngày/tháng Ở miền Nam khu vực nhiều dông đồng Nam Bộ từ 120 + 140 ngày/năm, thành phố Hồ Chí Minh 138 ngày/năm, Hà Tiên 129 ngày/ năm Mùa dông miền Nam dài mùa dông miền Bắc từ tháng đến tháng 11 trừ tháng đầu mùa (tháng 4) tháng cuối mùa (tháng 11) có số ngày dông quan sát trung bình có từ 15 + 20 ngày/tháng, tháng tháng nhiều dông trung bình gặp 20 ngày dông/tháng thành phố Hồ Chí Minh 22 ngày, Hà Tiên 23 ngày Ở khu vực Tây Nguyên mùa dông ngắn số lần dông hơn, tháng nhiều dông tháng quan sát khoảng 15 ngày dông Bắc Tây Nguyên, 10 + 12 Nam Tây Nguyên, Kon Tum 14 ngày, Đà Lạt 10 ngày, PLâycu 17 ngày Số ngày dông tháng số vùng lãnh thổ Việt Nam xem bảng 1-1 Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41 Trang Đố ÁN TỐT NGHIỆP Kỹ thuật điện cao áp 1.2-ẢNH HƯỞNG CỦA DỒNG SÉT ĐÊN H.T.Đ VIẺT NAM: - Như trình bày phần trước biên độ dòng sét đạt tới hàng trăm kA, nguồn sinh nhiệt vô lớn dòng điện sét qua vật Thực tế có dây tiếp địa phần nối đất không tốt, bị dòng điện sét tác dụng bị nóng chảy đứt, chí có cách điện sứ bị dòng điện sét tác dụng bị vỡ chảy nhũ thạch, phóng điện sét kèm theo việc di chuyển không gian lượng điện tích lớn, tạo điện từ trường mạnh, nguồn gây nhiễu loạn vô tuyến thiết bị điện tử, ảnh hưởng rộng, nơi cách xa hàng trăm Km - Khi sét đánh thẳng vào đường dây xuống mặt đất gần đường dây sinh sóng điện từ truyền theo dọc đường dây, gây nên điện áp tác dụng lên cách điện đường dây Khi cách điện đường dây bị phá hỏng gây nên ngắn mạch pha - đất ngắn mạch pha - pha buộc thiết bị bảo vệ đầu đường dây phải làm việc Với đường dây truyền tải công suất lớn, máy cắt nhảy gây ổn định cho hệ thống, hệ thống tự động nhà máy điện làm việc không nhanh dẫn đến rã lưới Sóng sét có thế’ truyền từ đường dây vào trạm biến áp sét đánh thẳng vào trạm biến áp gây nên phóng điện cách điện trạm biến áp , điều nguy hiểm tương đương với việc ngắn mạch góp dẫn đến cố trầm trọng Mặt khác, có phóng điện sét vào trạm biến áp, chống sét van đầu cực máy biến áp làm việc không hiệu cách điện máy biến áp bị chọc thủng gây thiệt hại vô lớn Qua ta thấy cố sét gây lớn, chiếm chủ yếu cố lưới điện, dông sét mối nguy hiểm lớn đe dọa hoạt động lưới điện NgôGiã GiaPhùng Phùng HTĐ.K41 HTĐ.K41 Ngô Trang Trang 56 ĐỐ ÁN TỐT NGHIỆP Kỹ thuật điện cao áp Lthương 1: BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỤC TIÊP TRẠM BIẾN ÁP 110/35 KV CHÂU KHÊ - BẮC NINH 3.1-KHẢĨ NIỀM CHUNG Trạm biến áp phận quan trọng hệ thống truyền tải phân phối điện Đối với trạm biến áp 110/35kV Châu Khê - Bắc Ninh thiết bị điện trạm đặt naoài trời nên có sét đánh trực tiếp vào trạm xảy hậu nặng nề làm hỏng đến thiết bị trạm mà gây nên hậu cho ngành công nghiệp khác bị ngừng cung cấp điện Do trạm biến áp thường có yêu cầu bảo vệ cao Hiện để bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho trạm biến áp người ta dùng hệ thống cột thu lôi, dây thu lôi Tác dụng cuả hệ thống tập trung điện tích để định hướng cho phóng điện sét tập trung vào đó, tạo khu vực an toàn bên hệ thống Hệ thống thu sét phải gồm dây tiếp địa để dẫn dòng sét từ kim thu sét vào hệ nối đất Đế nâng cao tác dụng hệ thống trị số điện trở nối đất phận thu sét phải nhỏ để tản dòng điện cách nhanh nhất, đảm bảo cho có dòng điện sét qua điện áp phận thu sét không đủ lớn đế gây phóng điện ngược đến thiết bị khác gần Ngoài thiết kế hệ thống bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào trạm ta cần phải quan tâm đến tiêu kinh tế cho họp lý đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, mỹ thuật 3.2-CẮC YÊU CẨU KỸ THUẮT KHI TÍNH TOÁN BẢO VỀ CHONG SÉT ĐÁNH TRƯC TIÊP VẢO TRAM BIÊN ÁP Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41 Trang Đố ÁN TỐT NGHIỆP Kỹ thuật điện cao áp Đặt hệ thống thu sét thân công trình tận dụng độ cao phạm vi bảo vệ giảm độ cao cột thu lôi Nhưng mức cách điện trạm phải đảm bảo an toàn điều kiện phóng điện ngược từ hệ thống thu sét sang thiết bị Vì đặt kim thu sét xà trạm có phóng điện sét, dòng điện sét gây nên điện áp giáng điện trở nối đất phần điện cảm cột, phần điện áp lớn gây phóng điện ngược từ hệ thống thu sét đến phần tử mang điện trạm mà mức cách điện không đủ lớn Do điều kiện để đặt cột thu lôi hệ thống xà trạm mức cách điện cao trị số điện trở tản phận nối đất nhỏ Đối với trạm phân phối có điện áp từ llOkV trở lên có mức cách điện cao (cụ thể khoảng cách thiết bị đủ lớn độ dài chuỗi sứ lớn) đặt cột thu lôi kết cấu trạm kết cấu có đặt cột thu lôi phải nối đất vào hệ thống nối đất trạm theo đường ngắn cho dòng điện sét khuyếch tán vào đất theo đến cọc nối đất, mặt khác trụ phải có nối đất bổ xung để cải thiện trị số điện trở nối đất Khâu yếu trạm phân phối trời điện áp từ llOkV trở lên cuộn dây máy biến áp dùng cột thu lôi để bảo vệ máy biến áp yêu cầu khoảng cách điểm nối vào hệ thống cột thu lôi điểm nối vào hệ thống nối đất vỏ máy biến áp phải lớn 15m theo đường điện Tiết diện dây dẫn dòng điện sét phải đủ lớn để đảm bảo tính ổn định nhiệt có dòng điện sét chạy qua Khi sử dụng cột đèn chiếu sáng làm giá đỡ cho cột thu lôi dây dẫn điện phải cho vào ống chì chôn đất 3.3-TÍNH TOÁN THIÊT KÊ CÁC PHƯƠNG ÁN Bổ TRÍ CỐT THU LỐI Với yêu cầu thiết kế hệ thống chống sét cho trạm lOkV dựa vào độ cao thiết bị ta bố trí cột thu lôi tính độ cao chúng Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41 Trang r xo = ~T (3-6) h O ĐỐ ÁN TỐT NGHIỆP 3.3.1- Kỹ thuật điện cao áp Các côns thức sử dung đế tính toán - Độ cao cột thu lôi: h=hx + (3-1) Trong đó: + hx : độ cao vật bảo vệ + ha: độ cao tác dụng cột thu lôi, xác định theo nhóm cột (ha > D/8 m) (với D đường kính vòng tròn ngoại tiếp đa giác tạo chân cột) - Phạm vi bảo vệ cột thu lôi độc lập là: r x = - ^ - ( hh- h x ) (3-2) x l+— h - Nếu hx < 2/3h thì: rx = l,5h.(l —(3 -3) 0,8h - Nếu hx > 2/3h thì: rx = 0,75h.(l - ^) (3-4) h Phạm vi bảo vệ hai nhiều cột thu lôi lớn cột đơn cộng lại Nhưng đế cột thu lôi phối hợp khoảng cách a hai cột phải thoả mãn a < 7h (trong h độ cao cột thu lôi) Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41 Trang Đố ÁN TỐT NGHIỆP Kỹ thuật điện cao áp - Trường hợp hai cột thu lôi có độ cao khác việc xác định phạm vi bảo vệ xác định sau: - Bằng cách giả sử vị trí X có đặt cột thu lôi c có độ cao h2 , khoảng cách AB = a; BC = a Khi xác định khoảng cách sau:Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41 X a Trang 10 r xo = —^-( ho - hx) Đố ÁN TỐT NGHIỆP X= 1,6 Kỹ thuật điện cao áp (hj - h ) 1+ 1,6 + =a- Đối với trường hợp có hai cột thu lôi cao ta có phạm vi bảo vệ độ cao lớn hai cột h0: a 1+— h Tương tự ta có phạml vi bảo vệ độ cao lớn hai cột B c là: 3.3.2Các sô liêu dùng để tính toán thiết kế côt thu lôi bảo vê tram biến áy I10/35kV h0 =Cháu h2 - ^Khê = h 2- - aBấc + Ninh .(h, - h ) h l - Trạm có diện tích là: 57 X 58,350m bao gồm: + Hai máy biến áp T, T2 + lộ HOkV lộ 35kV - Độ cao xà phía lOkV lOm 8m - Độ cao xà phía 35kV 9m 7m - Ngoài trạm có cột chiếu sáng cao 21m 3.3.3- Trình tư tính toán Trạm biến áp E27.3 Phù Khê hai đường lOkV cấp, lộ đường dây mạch kép Phả Lại Đông Anh, hai đường lOkV nối với qua máy cắt liên lạc hai hệ thống góp Trạm có cấp điện áp 110/35kV có hai máy biến áp T, ; T nối với hai Ngô Giã Phùng - HTĐ.K41 Trang 11 Đố ÁN TỐT NGHIỆP Kỹ thuật điện cao áp Sau khảo sát sơ sơ đồ mặt trạm, vị trí bố trí thiết bị trạm yêu cầu bảo vệ thiết bị, ta đưa hai phương án đặt cột thu lôi sau: 9 1— ĩ^hưctncỊ án - Các cột thu lôi phía trạm l lOkV bố trí độc lập cột số có độ cao l m ; cột số l đến số bố trí xà có độ cao lOm cột có độ cao 2lm ( t í n h từ xà đến kim thu sét 6m, kim thu sét cao 5m) - Các cột thu lôi phía 35kV bố trí xà có độ cao 9m, cột cao thêm 7m, kim thu sét cao 5m cột số 6;7;8;9 Ngoài hai cột thu Hình (3-3): Đường tròn ngoại tiếp tam giác qua chân cột thu lôi Tính đô cao tác dung côt thu lôi: Đê bảo vệ diện tích giới hạn tam giác (hoặc tứ giác) độ cao cột thu lôi phải thoả mãn: D < 8ha Trong đó: - D: Là đường kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác ( tứ giác), tạo chân cột phạm vi mà nhóm cột bảo vệ - ha: Là độ cao tác dụng cột thu lôi Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41 Trang ỉ Đố ÁN TỐT NGHIỆP Kỹ thuật điện cao áp Vpd = ỀVliAVai (2-34) i=l -Ij Với: -Hị V| = e26' ;Va = el0' Do tính toán đường cong thông số nguy hiểm ta tính với 10 giá trị a I nên phải tiến hành ngoại suy để phủ kín giá trị chúng Ta kết bảng (2 - ) Tính V pđ = 0,00767 2.3.3- Tính suất cắt tông sét đánh vào khoản vươt đườmỉ dảv tải điên llOkV Suất cắt sét đánh vào khoảng vượt xác định theo công thức: nkv = Nkv vpđ TỊ (lần / lOOkm năm ) ( - 35 ) Đối với đường dây có dây chống sét bảo vệ, phần lớn sét đánh vào dây chống sét khoảng vượt đánh vào khu vực đỉnh cột lân cận đỉnh cột Đê / đính cột hình (2 - 12 ): đơn giản ta xét trường hợp sét đánh ’ Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41 Trang 65 ĐỐ ÁN TỐT NGHIỆP 2.4.1- Kỹ thuật điện cao áp Lý thuyết tính toán Khi sét đánh vào đỉnh cột đường dây có treo dây chống sét, đa số dòng điện sét vào đất qua phận nối đất cột, phần lại theo dây chống sét vào phận nối đất cột lân cận Điện áp cách điện đường dây sét đánh vào đỉnh cột có treo dây chống sét là: Ucd(t) = icRc+Ldd^ + Mdd(t)^ + Udu(t)-kUcs(t) + Ulv (2-36) dt dt Trong biểu thức điện áp xuất cách điện gồm: + Thành phần điện áp giáng điện trở điện cảm cột dòng sét cột gây ra: icRc + Ldd^ dt +Thành phần điện điện áp cảm ứng xuất dây dẫn hỗ cảm dây dẫn kênh sét gây ra: + Mdd(t)^ dt +Thành phần từ cuả điện áp cảm ứng xuất dây dẫn hỗ cảm dây dẫn kênh sét gây ra: + ud +Thành phần điện áp dòng điện dây chống sét gây ra, k hệ số ngẫu hợp dây dẫn dây chống sét : kUcs +Điện áp làm việc trung bình đường dây : U lv Dấu trừ (-) thể điện áp ngược dấu với thành phần điện áp khác công thức (2 - 36).Vì thành phần làm giảm điện áp cách điện bị sét đánh 2.4 7- ổZẩc ikảnk phần điên áp giáng frên đẹn trớ điên cấm cua cội Ngô Giã Phùng - HTĐ.K41 Trang 66 Đố ÁN TỐT NGHIỆP Kỹ thuật điện cao áp thuộc vào điện áp cột dây chống sét Để tính toán thành phần dựa vào sơ đồ tương đương mạch dẫn dòng điện sét Ta chia làm hai trường hợp: aỊ Trường 2.1 ÌIƠD ky ỉ: Khi chưa có sóng phản xạ từ cột bên trở về: KV t < V Trong : + lkv: chiều dài khoảng vượt +v = c Ị3 với: c tốc độ ánh sáng ; vq cs Hình ( - 13 ): Sơ đồ tương đương mạch đẫn dòng sét chưa có sóng phản xạ tới Trong sơ đồ dòng sét coi nguồn dòng, thành phần từ điện áp cảm ứng dây chống sét nguồn áp (t) = 0,2.h + H Ah H Trong đó: +hcs: độ cao dây chống sét; hdd: độ treo cao dây dẫn ; hc: độ cao cột Ngô Giã Phùng - HTĐ.K41 +H = Kd + K '■> Trang 67 + a.Mcs(t) + 2is đó: ĐỔ ÁN TỐT TỐT NGHIỆP NGHIỆP Đố ÁN Kỹ thuật điện cao áp L ds +Ah = hc - hdd; +p : tốc độ phóng điện ngược tương đối dòng sét Theo sách hướng dẫn thiết kế kỹ thuật điện cao áp ta có p = 0,3 (2-38 ) Khi tính cho dây chống sét ta việc thay hdd hcs rtd: Bán kính tương đương dây tiếp địa từ cột xuống cọc nối đất dây dẫn dòng sét thân cột Từ sơ đồ thay dây chống sét biểu thị tổng trở sóng dây chống sét, có xét đến ảnh hưởng vầng quang Từ sơ đồ hình ( - 13 ) ta viết hệ phương trình sau: Giải hệ phương trình nàyđược kết là:y vq Z$.t-2Mcs(t)-=^ dic _ dt a.z£> Z^+2.RC Tổng trở sóng dây chống sét Zcs xác định bởi: (2 - 40 ) Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41 Trang 68 r , V.t +H Ah H Đố ÁN ÁN TỐT TỐT NGHIỆP Kỹ NGHIỆP Đố Kỹ thuật thuật điện điện cao cao áp áp ( A h \ 0,l.h^,.a p ).A/(v.t + Ah).(v.t + H) (l +xác Ị3)2định h2R c.VAh.H Đế V đ ta phải xác định điện áp đặt chuỗi cách điện sét đánh vào đỉnhphần cột lân điện cận đỉnh cột.ứng 2.4.1.2-Tkành điện cua áp cấm Rc = 20Q Khi dây chống sét: ddáp giáng Điện dây =chống sétvới UcsL(t) =iđiện (t).Zcs đơn vị dài thân cột = dd =trên Lư?u(t) 7,2pH c = L.a 0.h(v.t 0+là +0,6.12 hpcv W(v.t + Ah).(v.t H)cs cảm b! VTrườns 2: Khi có= sóng phảnlàxạvận từ cột trở về: t > ngược 2ỉkv / v:của dòng điện = Ị3.Chơp = 0,3.300 90 m/ps tốchên phóng điện VÃhlĩ sét (theo sách hướng dẫn thiết kế kỹ thuật điện cao áp ta có ị3 = 0,3 ; c vận tốc ánh sáng c = 300m/ps) Khi có dây chống sét: Trường Ucu(t) =hợp U^ 0(t).tính xác phải áp dụng phương pháp đặc tĩnh, để đơnU|giản tĩnh gần thay dây chống sét điện cảm tập trung bình tức đường V vậntatốc h‘ ddây d ) u U]v =2,^l10 = 57,17kV ln ■—7- - -—— ln——+ hcL (2-46) 71.Vngẫu hợp Với K hệ số dây dẫn với dây chống sét 2.4.1.3Thành phần từ(1của điên2h ápddcảm ứnọ:Ah + P).H Các thành phần lại điện áp công thức ( - 36 ) phụ thuộc R vào độ dốc a, thời gian t độ cao dây dẫn cs 4.Ì7 7- ĩ)ịện áịj giáng iiỉần 2.1kv hay t > 2.150 /300 = ps Ta có bảng (2 - ) ~"a2-t bì Thành phần từ điên áy cảm (1 _ứngi -2Mcs(t)] Ucu (t) = L dt Và:Gia Phùng - HTĐ.K41 Ngô Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41 di, Trang Trang71 12 A : c - =0,144 ĐỔ ÁN TỐT NGHIỆP Kỹ thuật điện cao áp (1 + 0.3)2.16,2.74,2.28,2 0,3 dic _ a.[Lcs -2Mcs(t)] Trong đó: 2.20 I +2.ĩcs 257,19 + 2.9,72 Viết lại biểu thức điện áp chuỗi cách điện: Với dis / dt = a ta có : dd Ucs(t) = icRc+L(t) ^ Ta có: Ucd(t) = icRc(l-K) + ^+(Ldd-K.Lccs) + a.(Mdd(t) + K.Mcs(t) + Udu(t) + U Với K hệ số ngẫu hợp pha A với dây chống sét có kể đến ảnh hưởng vầng quang KA_csvq = 0,254 Thay số vào ta có: Ucd(t) = icRc(l-0,257)+ ^(7,2-0,257.9,72) + dt (2-51) a.|Mdd(t) + 0,257.Mcs(t)| + Udu(t) +57,17 2.4.2.2 - 32iện áịj gi chuối cách điện CL\a Ịjka Ỉ3; aỊ Thành phần U, J(t) theo công thức ( - ) v ( - ) d udu(t) = 2,07.a.ln (0,3t + 0,054)78 lOO.t2 + 29lót + 118,44 (2-52) b /Thành phần LUM! : Ngô Giã Phùng - HTĐ.K41 Trang 73 [257,19 9,23lfl e-0’144'3' 1= 30,8kV Đố Đố ÁN ÁN TỐT TỐT NGHIỆP NGHIỆP Kỹ thuật điện điện cao cao áp áp Kỹ thuật t(ps) Mdd(t) Mcs(t) dd 4(0 = 0,2.12 10 Do ta tính xác suất đánh28’2vào đỉnh1 cột với thông 90.3 +phóng 28,2 điện 1sét 4,2 = 6,63 8,2 9,1 2.12' 9,4 4,2 (1 + 0,3).28,2 dd thuật+ (t) =sốMkỹ (t).^ LÍd.^pha A (2-53) 10 11 điên 11,7 28,2 12 90.3 +suất 28,2vhóns 2.4.3Tính xác (0 = 0,2.16,2 = 9,23 (1 + 0,3).28,2 2.16,2 4,2 28,2 90t + 28,2 = 0,2.9 (1 + 0,3).28,2 2.9 ta 7,2 Thay chọn R =20Q công ( - tính 39 ) ( -M 40cs(t) ): với khoảng Trongt; abiểu thứcvà tính ic(t) vào di phải trước c/dt thức c Ị Thành phần điên áp trên90.t dây +dẫn sây ra28,2 dòng điên sét dây 28,2 = 6,63 (t) = 0,2.12 ln chống; sét: k.Ucs(t) 28,2 = 8,41 Mcs(0 = 0,2.16,2 ln 2.16,2 4,2 c(1 s + 0,3).28,2 cs ưcu(t) (2 = i-5): M toán (t)^ Mcs(t) Mdclịt) "với t = 3/us Bảng Giác ^ trị+tính c.Rc+L Thay giá trị U^O); Mdd(t); Mcs(t); ựt); dựdt vào ( - 0): UcđA (t) = (1-0,254).20.30,8+5,6.(7,2-0,254.9,72)+ Theo tính toán pha A ta xác định a, ; a2 Lcs Theo công thức ( - ) ta có : + = 716,3kV +10 (6,63+0,254 9,23)+146,5+57,17 , (90.3 + 7,2).(90.3 + 25,2 7,2 +16,21-7(90.3 28,2 90t +0,1.10.9 28,2 —— .ln -—:— - uắ,(t) = 0,2.16,2 16,2.0,13^ °’ L (l + 0,3) 16,2.-77,2.25,2 Từcs kết bảng ( 2- ) ta tính i c(t); dic/dt theo a R với khoảng thời M = 3,24.[ln(2,45t9 + 0,77) - 0,22 In 3,9 + l] ; gian t < ps t > ps d/ Với pha B , c ta có : di UcdB(C) (t) = icRe(ì- 0,257) + ^ (7,2 - 0,257.9,72) + dt 90.3 + 25,2 7,2 25,2 ' = 5,236 (t) = 0,2.9 i c(t) = zvq.ta { M d d 01 ) + 0,257,r (/)} + ui (t ) + 57,17397 + 2.20 _ c ,.1U,Z m -C a = ———— = 22,5 ,_ 90.3 + 25,2 7,2 , 25,2 , a] = pha 9,46 2.^.2.3- So sánh điện áp giáng fy*ên chuồi cách điện ỹA pha Đ 10 i c (t) = a (t) = 0,2.16,2 1,3.25,2 2.16,2 2.20 = 20,85 Ớ mộta.z thời gian tác động độ dốc dòng điện sét, -0,144.3 zc? +2R L thời gian tác động độ dốc dòng điện sét, chuỗi cách = 5,59 dtpha nào(257,19-2.9,46) 2v4điện áp + R có 397 + điện +của có giáng lớn 2hon pha xác suất phóng điện 2.20 lớn dt 257,19 2.9,72 b/ Với t > lps ta xác định ic(t) dic /dt theo công thức ( - 49 ) (2 - 50) Thay giá trị vừa tĩnh toán vào công thức ta có: ta kết bảng (2 - ) bảng (2-7 ): i c (t) = 'CS-2.M,., Chọn số dòng điện sét 0,13.9,72)+10(5,236+0,13.9,46) tính toán : UcđB(t) thông = (1-0,13)20.20,85+5,59(5,4t = 3ps; a =10kA/ps a =0,144 [257 19 2M (t) (l Ế0+2 124,15+57,17 ’ pha “ lA: )= 631,9kV aỊ Tính2toán với ic(t)= " - e 0,l44t ' Ngô Giã Gia Phùng - HTĐ.K41 76 Trang 75 74 Đố ÁN TỐT NGHIỆP Kỹ thuật điện cao áp -0,144.t -cto.t •[Lcs 2Mcs(t)]257,19 + 2.9,72 Cho biên độ dòng sét nhận giá trị khác từ 10 đến lOOkA tính điện áp đặt lên cách điện đường dây Kết tĩnh ghi bảng Từ bảng (2 - 8) vẽ dồ thị U cd (t, a) đặc tĩnh (v - s) ta dược giá trị số liệu tĩnh toán bảng (2 - 9) Tị Từ bảng (2 - 9) ta tính Vpđ = 0,0397 nc = Nc Vpđ r| (lần / lOOkm năm ) Nc = N / = 96 / = 48 Vậy: 2.5-TÍNH SUẤT CẮT TONG DO SÉT ĐẢNH VẢO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐĨẺN 110KV Suất cắt toàn đường dây có sét đánh trực tiếp xác định bởi: n = ndd + nkv + ndc (lần /lOOkm.năm) 2.6-TÍNH CHÍ TIỀU CHONG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIẺN 110KV PHẢ LAI - ĐỔNG ANH Chỉ tiêu chống sét cho đường dây số năm vận hành an toàn hai lần cố liên tiếp, ta tính suất cắt đường dây bị sét đánh Chỉ tiêu chống sét Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41 Trang 11 t ps 10 12 Đố ÁN ÁN TỐT TỐT NGHIỆP NGHIỆP Kỹ thuật điện điện cao cao áp áp Đố Kỹ thuật PHẦN II T Í NH TO ÁN S Ó NG Q U Á Đ IÊ N ÁP T RU Y EN V À O T R Ạ M Sau tính toán suất cắt cho đường dây tải điện lOkV ta thấy: Tính toán điện áp nút 1&2 sóng xiên góc có biên độ U50%, truyền - Suất cắt kể séttừ đánh vòng tới sau khoảng thờiđường gian t =dây |US sóng tới qua điểmdây chống sét vào dây dẫn không phụ thuộc vào trị số điện trở nối đất cột điện, lại phụ thuộc vào m=4 góc bảo vệ a, để giảm số lần cắt điện sét đánh vòng qua dây chống sét N= 12 vào dây dẫn phải giảm góc bảo vệ a -> L= 15+0,2.4.12= 24,6 m - Khi sét đánh vào khoảng vượt khả phóng điện cách điện L = 15 + 0,2.m.N đường dây phụ thuộc vào trị số điện trở nối đất Nếu điện trở nối đất nhỏ ► khả phóng điện sét đánh vào dây chống sét khoảng vượt gây sóng điện áp truyền cột điện, sóng gặp điện trở nối đất nhỏ nên điện áp vào phận nối đất giảm thấp - Khi sét đánh vào đỉnh cột phần lớn dòng điện sét vào hệ thống nối đất cột điện Phần lại theo dây chống sét vào hệ thống nối đất cột điện bên cạnh Do trị số điện trở nối đất ảnh hưởng lớn đến trị số 1) Cho đặc tính V-S chống sét van 110 kV: 2) Cho đặc tĩnh V-A = A I ; A = 245 kV ; a = 0,3 chống sét van 110 3) Biên độ U50% = 700 kV 4) Độ dốc a = 300 kV/ ps Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41 78 Trang 79 kV: ds 12 V 300 Đố ÁN TỐT NGHIỆP Kỹ thuật điện cao áp Só ng tới só ng x iê n góc x uấ t h i ện tr ên đ ờn g dâ y t r uyề n o tr m vớ i b iên đ ộ U50% = 00 k V, t ốc đ ộ a = 30 0k V/p s Vậy ta có: Thời gian đầu sóng là: T t^ = 700 = 2,3(jus) Vậy: U0) = 300 t < 2,3ps Đê thuận tiện cho việc tính toán sử dụng phương pháp lập bảng ta chọn = 700 t > 2,3 gis cho giá trị T12 bước thời gian Atkhi ước số chung Thời gian sóng hết (hoặc về) quãng đường đến là: l íÀt = 0,082(/tf) ị2 == — tỊ2==—0,082 ps I I- Tí nh đ i ện p g iữ a c c n út: 1- Khi chống sét van chưa làm việc: Sơ đồ thay thế: U’oi Ul2 U’l2 ■4 ♦ U’ 21 U2 I ị i a- Tại nút 1: Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41 Trang 80 z, 400 Đố ÁN TỐT NGHIỆP Kỹ thuật điện cao áp Hệ số khúc xạ phản xạ nút 1: a, =£-=*» = , - Sóng tới nút 1: U’01 = Ut U’21 (khi t < t12 U’21 = 0) - Điện áp nút 1: Uj = U’01 + U’21 t < 2t12 U’2I = —> Uj = U’0I - Sóng khúc xạ từ nút sang nút 2: U12 = 0Cj.U’01 = U’01 - Sóng tới nút 2: U’|2 = U12.(t + At) (chậm sau khoảng thời gian ĩ = Àt) b- Tại nút 2: z -Z /?, = ——— = —» Phản xa dương toàn phẩn Zj + z2 - Sóng tới nút 2: U’|2 Các kết tính toán ghi bảng: 2- Khi chống sét van làm việc: Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41 Trang 81 ĐỐ ÁN TỐT NGHIỆP Kỹ thuật điện cao áp S đ tha y t hế : U’oi U12 U’l2 ◄ U’21 Sơ đồ Pê-tec-xen: U21 Zđt = Z2 I 2Uđt = 2U’i2 Rcsv a- Tại nút 1: Tính phần (trước csv làm việc), b- nút 2: Sử dụng phương pháp đồ thị để xác định điện áp nút 2: - Sóng tới nút 2: U’|2 = U12(t + At) (vẫn trước) - Điện áp đẳng trị: Uđt = 2U’12 = Z2.ICSV + U2(csv) - Điện áp nút 2: U2 điện áp dư csv định (xác định đồ thị đường 2Ư’I2 cắt V-S) - Điện áp phản xạ từ nút nút 1: U2I = ư2 -U’l2 Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41 Trang 82 Đố ÁN TỐT NGHIỆP Kỹ thuật điện cao áp Ucsv+ zicsv C c kế t tí nh t oá n đ ượ c gh i ỏ bả ng Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41 Trang 83 Đố ÁN TỐT NGHIỆP Ngô Gia Phùng Kỹ thuật điện cao áp HTĐ.K41 Trang 84 [...]... dây bị phóng điện sét nếu biên độ dòng sét lớn tới mức làm cho quá điện áp xuất hiện lớn hơn điện áp phóng điện xung kích của cách điện sẽ dẫn đến phóng điện và gây ngắn mạch đường dây, buộc máy cắt đầu đường dây phải tác động Như vậy việc cung cấp điện bị gián đoạn Nếu điện áp nhỏ hơn trị số phóng điện xung kích của cách điện đường dây thì sóng sét sẽ truyền từ đường dây vào trạm biến áp và sẽ dẫn tới... tính toán của đất pđ: điện trở suất đo được của đất Km : hệ số mùa của đất Hệ số K phụ thuộc vào dạng điện cực và độ chôn sâu của điện cực Đối với trạm biến áp ta thiết kế có cấp điện áp 110/35kV và các cột thu lôi 4.2-CẮC SỔ LIÊU DỪNG ĐỂ TÍNH TQẢN Nổĩ ĐẤT Điện trở suất đo được của đất: pd = 0,65.104 Q/cm =0,65.102 Q/m Điện trỏ’ nối đất cột đường dây: Rc = 9 Q Dây chống sét sở dụng loại C- 70 có điện trở... cầu của nối đất chống sét trong trường hợp có dòng điện sét đi vào hệ thống nối đất 4.4.1- Dans sóns tính toán của dòng điên sét Ngô Giã Phùng - HTĐ.K41 Trang 38 Đố ÁN TỐT NGHIỆP Kỹ thuật điện cao áp + Is = I khi t > Tđs Trong đó: + a: độ dốc dòng điện sét a = 30kA/ps + I: biên độ dòng điện sét I = 150kA { SL 30 4.4.2- ) Yêu cầu kiểm tra Ta kiểm tra theo điều kiện nhằm đảm bảo an toàn cho cách điện của. .. không cho dòng điện đi tới các phần cuối của điện cực khiến cho điện áp phân bố không đều, sau một thời gian, ảnh hưởng của điện cảm mất dần và điện áp phân bố sẽ đều hơn Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41 Trang 37 nhân tạo yêu cầu Đố ÁN TỐT NGHIỆP Kỹ thuật điện cao áp Từ (4-6) ta thấy: T tỷ lê với tri số điên cảm tổng L.l và điên dẫn tổng g.l = — R của điện cực Từ biểu thức (4-6) ta thấy khi dòng điện tản trong... dòng điện sét lấy bằng 150kV Z(0, Td s): là tổng trở xung kích nối đất tại thời điểm ngay chỗ dòng điện sét đi vào điện cực U05 : trị số điện áp phóng điện xung kích bé nhất của máy biến áp ư05 (MBA) = 460kV 4.4.3Tính toán lai tri số điên trỏ nhân tao theo yêu cầu nôi đất chống sét Dựa vào công thức (4-4) và (4-5) ta thấy R m v và Rcoc sẽ tỷ lệ thuận với kmùa, do p đo không đổi m.v Điện trỏ’ của K... trong đất là dòng điện một chiều hoặc xoay chiều tần số công nghiệp thì ảnh hưởng của L không đáng kể và bất kỳ hình thức nối đất nào (thẳng đứng hoặc nằm ngang ) cũng đều biểu thị bởi trị số điện trở tản Khi dòng điện tản trong đất là dòng điện sét, tham số biểu thị của nối đất tuỳ thuộc vào tưong quan giữa hằng số thời gian T và thời gian đầu sóng của dòng điện Khi T« Tđs (khi dòng điện đạt trị số... áp Vậy: + Trong tính toán, để đơn giản ta bỏ qua quá trình phóng điện tia lửa trong 473 18 fnf,Rcủa mv đất không đổi đất và giả thiết điện trởRsuất Rn.t (sét) = - ọ — = -= 0,647Q + Bỏ qua thành phần điện trở, điện dung của điện cực nối đất vì trở rất nhỏ so với thành phần điện kháng và điện dẫn ứng với tần số dòng điện sét Ta xem mạch nối vòng đất gồm hai tia dài ghép song song với nhau... cách điện cho máy biến áp khi có dòng điện sét Sau khi kiểm tra lại nối đất theo yêu cầu chống sét đã đảm bảo điện áp giáng trên máy biến áp khi dòng sét đi vào U sét = 340,5kV < U50% = 460kV, ta không 1+ 2A5ý5 (1,36 -0,8 = 2,27Q Kiểm tra điều kiện nhằm đảm bảo an toàn cách điện cho máy biến áp với các giá trị : I =m 150kA ; Z(0, Tds) = 2,27Q ứng với 2 giá trị trên tại thời điểm dòng điện sét đi vào hệ. .. tính toán của dòng điện sét: ÍIS = a.t khi t < T ds 1 Is=Ikhi>Tds Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41 Trang 31 Đố ÁN TỐT NGHIỆP Kỹ thuật điện cao áp I: biên độ dòng điện sét I = 150kA Hình (4-1): Dạnq són% của dòn% sét 4.3-TRĨNH Tư TÍNH TOÁN Trạm điện thiết kế có điện áp là 110/35kV, phía HOkV là mạng điện có trung tính trực tiếp nối đất nên yêu cầu của nối đất an toàn là: R < 0,5 Q Thành phần điện trở... NGHIỆP Kỹ thuật điện cao áp Hình 2-2: Góc bảo vệ của một dây chống sét Có thể tính toán được trị số giới hạn của góc a là a = 31°, nhưng trong thực tế thường lấy khoảng a = 200 25° 2.L2- Xác suất phóỉiíỉ điên sét và sô lần cắt điên do sét đánh vào đường dây Với độ treo cao trung bình của dây trên cùng (dây dẫn hoặc dây chống sét ) là h, đường dây sẽ thu hút về phía mình các phóng điện của sét trên dải ... phóng điện sét tập trung vào đó, tạo khu vực an toàn bên hệ thống Hệ thống thu sét phải gồm dây tiếp địa để dẫn dòng sét từ kim thu sét vào hệ nối đất Đế nâng cao tác dụng hệ thống trị số điện. .. sét sang thiết bị Vì đặt kim thu sét xà trạm có phóng điện sét, dòng điện sét gây nên điện áp giáng điện trở nối đất phần điện cảm cột, phần điện áp lớn gây phóng điện ngược từ hệ thống thu sét. .. Kỹ thuật điện cao áp Tình hình dôns sét Viêt Nam: Việt Nam nước khí hậu nhiệt đới, có cường độ dông sét mạnh Theo tài liệu thống kê cho thấy miền đất nước Việt nam có đặc điểm dông sét khác :