Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Thuât Điện Cao Áp

KỸ THUÂT ĐIỆN CAO ĐỒ ÁN TỐT NHGIÊP ÁP LỜI NÓI ĐẦU Với quốc gia phát triển phát triển bền vững quan trọng Đặc biệt bối cảnh nước ta vấn đề cần quan tâm nhiều Để đảm bảo điều hàng loạt sách xã hội đồng vấn đề an ninh lượng ưu tiên hàng đầu có điện Trong giai đoạn tốc độ phát triển kinh tế nước ta đạt khoảng – 8,5 % ,trong tốc độ phát triển công nghiệp vào khoảng 17 % Để đảm bảo cung cấp đủ điện tốc độ phát triển nguồn điện phải đạt tốc độ 19 % đồng thời đảm bảo lưới điện vận hành ổn định Đường dây, trạm biến áp phần tử hệ thống truyền tải phân phối điện Công suất phụ tải tăng mạnh,kèm theo đòi hỏi ngày cao chất lượng điện thúc đẩy phát triển nhanh chóng hệ thống điện.Đặc trưng hệ thống điện dàn trãi không gian rộng lớn nên thường có nhiều cố xãy chúng.Khi thiết kế đường dây truyền tải điện,trạm biến áp để đảm bảo an toàn hệ thống,độ tin cậy cung cấp điện phải đảm bảo cho xác suất xảy cố thấp đảm bảo tiêu kinh tế - kỹ thuật Sự cố hay xảy đường dây truyền tải điện trời sét đánh.Khi bị sét đánh thường dẫn đến việc cung cấp truyền tải điện với thiệt hại lớn kinh tế,xã hội tính mạng người… Để đảm bảo cung cấp điện liên tục ổn định vấn đề bảo vệ cho hệ thống điện có vị trí vô quan trọng có bảo vệ Trạm Biến Áp Trong phạm vi khuôn khổ đồ án em tiến hành làm số nhiệm vụ sau: Tính toán bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào trạm biến áp 110/220 kV GVHD: TS.NGUYỄN MINH CHƯỚC THỐNG -1- SVTK: TRANG NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NHGIÊP KỸ THUÂT ĐIỆN CAO ÁP Tính nối đất an toàn nối đất chống sét cho trạm biến áp 110/220 kV Tính tiêu chống sét cho đường dây 220 kV GVHD: TS.NGUYỄN MINH CHƯỚC THỐNG -2- SVTK: TRANG NGỌC KỸ THUÂT ĐIỆN CAO ĐỒ ÁN TỐT NHGIÊP ÁP Mục lục Lời nói đầu………………………………………………………………….1 Chương mở đầu: Tình hình dông sét Việt Nam ảnh hưởng dông sét đến hệ thống điện Tình hình dông sét Việt Nam Ảnh hưởng dông sét đến hệ thống điện Chương I: Tính toán phạm vi bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào trạm biến áp 220/110 kV .11 1.1 Khái niệm chung .11 1.2 Các yêu cầu kỹ thuật 11 1.3 Tính toán bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào TBA 13 1.3.1 Độ cao cột thu sét .13 1.3.2 Phạm vi bảo vệ cột thu sét độc lập 13 1.3.3 Phạm vi bảo vệ hai hay nhiều cột thu sét 14 1.4 Các phương án bố trí hệ thống cột thu sét 18 1.4.1 Phương án 18 1.4.2 Phương án .29 1.5 So sánh tổng kết phương án………………………………….39 Chương II: Tính toán nối đất cho trạm 220/110 kV 40 2.1 Khái niệm chung .40 2.2 Tính toán nối đất an toàn 42 2.2.1 Nối đất tự nhiên 42 2.2.2 Nối đất nhân tạo 44 2.2.3 Nối đất chống sét 47 Chương III: Tính tiêu chống sét cho đường dây 220 kV 60 GVHD: TS.NGUYỄN MINH CHƯỚC THỐNG -3- SVTK: TRANG NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NHGIÊP KỸ THUÂT ĐIỆN CAO ÁP 3.1 Yêu cầu chung bảo vệ chống sét đường dây 220 kV 60 3.2 Trình tự tính toán .63 1.Các tham số sử dụng để tính toán 63 Góc bảo vệ dây chống sét .65 Xác định độ cao trung bình dây chống sét dây dẫn 65 Xác định tổng trở sóng dây thu sét dây dẫn .66 Hệ số ngẫu hợp dây chống sét dây dẫn pha .67 Tính số lần sét đánh vào đường dây 69 Tính suất cắt đường dây 220 kV sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn 70 Tính suất cắt đường dây 220 kV sét đánh vào khoảng vượt 73 Tính suất cắt đường 220 kV sét đánh vào đỉnh cột 82 GVHD: TS.NGUYỄN MINH CHƯỚC THỐNG -4- SVTK: TRANG NGỌC KỸ THUÂT ĐIỆN CAO ĐỒ ÁN TỐT NHGIÊP ÁP Chương mở đầu Tình hình dông sét việt nam ảnh hưởng dông sét đến hệ thống điện 1.Tình hình dông sét việt nam: Nước ta nằm khu vực có khí hậu nóng ẩm, thuận lợi cho việc hình thành mây dông sét, năm Việt Nam có tới 100 ngày có sét.Vì mà chống sét vấn đề quan trọng, đáng quan tâm phải giải cách thích đáng công trình điện, sống hàng ngày Để giải vấn đề nêu trên, cần phải đánh giá đắn tình hình dông sét ảnh hưởng dông sét tới HTĐ 1.1.Nguyên nhân hình thành dông nước ta: - miền Bắc nước ta: Với miền Bắc nước ta dông sét phát triển nội không khí, chủ yếu không khí nhiệt đới Thái Bình Dương xâm nhập vào đất liền, chiếm tần suất lớn Phần lớn trường hợp dông xảy vào tháng tháng thuộc loại dông Frôn cực đới dãy núi phía tây cao liên quan với xâm nhập cực đới vào giai đoạn chuyển tiếp mùa đông mùa hạ nguyên nhân gây dông có hệ thống phạm vi rộng Ngoài dông xảy khu vực hội tụ nhiệt đới rãnh thấp xích đạo nhiễu động có liên quan với luồng gió mùa phía tây -ở miền Nam nước ta: Dông hình thành từ nguyên nhân sau: Do mặt đất bị hun nóng xạ, tạo điều kiện cho không khí nóng mang theo ẩm bốc lên cao Loại dông gọi dòng nhiệt, thường xảy chiều hè phạm vi không rộng lớn, hay gặp vùng núi GVHD: TS.NGUYỄN MINH CHƯỚC THỐNG -5- SVTK: TRANG NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NHGIÊP KỸ THUÂT ĐIỆN CAO ÁP Do khối lượng không khí tương đối lạnh di chuyển mặt đệm nóng Trường hợp hay gặp biển đồng ngày gió mùa tây nam tương đối mát từ biển tràn tới mặt đồng nóng dội đầu mùa hè, gọi dông dông mặt đầu Trong khu vực dải hội tụ nội chí tuyến, đầu hai luồng không khí ngược chiều (gió mùa tây nam tín phong đông bắc) hội tụ lại buộc phải bốc lên cao Loại dông gọi dông động lực, thường phát triển mạnh thành hệ thống suốt dải rộng dọc theo đường hội tụ Do không khí nóng ẩm thổi tới dãy núi, buộc phải lên cao theo sườn dốc Trường hợp gọi dông địa hình thường xảy sườn núi chắn gió dãy Trường Sơn Nhìn chung tình hình dông toàn lãnh thổ nước ta xảy nguyên nhân nêu nguyên nhân không hoàn toàn tác động riêng biệt mà có liên quan kết hợp với theo mức độ 1.2.Diễn biến dông nước ta: đồng dông xảy nội khối không khí chiếm 25% số dông toàn năm Dông trường hợp xâm nhập cực đới đạt tới 22%, dông dãy hội tụ nhiệt đới rãnh thấp liên quan luồng gió từ phía tây phía nam có tỷ lệ tương đương, khoảng 20% số trường hợp xảy dông khác bão đẩy lên ngoại vi bão chiếm tỷ lệ lớn - Diễn biến dông miền Bắc nước ta: Xét toàn năm, số ngày dông miền Bắc nước ta thường dao động khoảng 70 ÷ 100 ngày có số lần dông từ 150 đến 300 lần Như xảy từ ÷ dông Vùng nhiều dông miền Bắc vùng Tiên Yên-Móng Cái Tại hàng năm có từ 250 ÷ 300 lần dông tập trung trog khoảng tưg 100 đến 110 GVHD: TS.NGUYỄN MINH CHƯỚC THỐNG -6- SVTK: TRANG NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NHGIÊP KỸ THUÂT ĐIỆN CAO ÁP ngày Tháng nhiều dông tháng tháng có tới 25 ngày Nơi dông miền Bắc vùng Quảng Bình, hàng năm có 80 ngày dông Xét diễn biến dông năm ta nhận thấy mùa dông không hoàn toàn đồng vùng Nhìn chung Bắc mùa dông tập trung khoảng từ tháng đến tháng 9, phần phía tây Bắc Trung mùa dông tương đối sớm vào đầu tháng Quá trình diễn biến dông thường có cực đại xê dịch khoảng từ tháng Tây Bắc, sau tháng 7, nơi khác thuộc Bắc Bộ tách thành hai cực đại, tháng tháng Hà Tĩnh, Quảng Bình - Diễn biến dông miền Nam nước ta: miền Nam có nhiều dông, hàng năm trung bình quan sát 40 ÷ 50 có lên tới 100 ngày tuỳ nơi, khu vực nhiều dông đồng Nam Bộ, số ngày dông trung bình hàng năm lên tới 120 ÷ 140 ngày (Sài Gòn: 138 ngày, Hà Tiên: 129 ngày) Những giá trị cao khu vực khác miền Nam mà lớn rõ rệt so với vùng miền Bắc, Bắc Bộ khoảng 100 ngày Vùng Duyên Hải Trung Bộ dông vào khoảng 60 ÷ 70 ngày phần phía Bắc từ Quảng Trị đến Quảng Ngãi ( Đà Nẵng: 70 ngày, Quảng Ngãi: 59 ngày) giảm xuống từ 40 đến 50 ngày phần phía Nam từ Bình Định trở vào đến cực Nam Trung Bộ (Quy Nhơn: 46 ngày, Nha Trang: 49 ngày,Phan Thiết: 59 ngày) Sự giảm số ngày dông Duyên Hải Trung Bộ dễ giải thích tính chất khô nóng gió mùa hạ sau vượt qua dãy Trường Sơn Tây Nguyên dông nhiều so với Nam Bộ: tuỳ nơi số ngày dông hàng năm vào khoảng 50 đến 60 ngày (Plây cu: 91 ngày, Blao: 70 ngày) Mùa dông nói chung trùng với mùa hạ, thời kỳ thịnh hành khối không khí nhiệt đới xích đạo có nhiệt độ cao độ ẩm lớn, lại có nguyên nhân nhiệt động lực thuận lợi cho việc phát triển dông (có hoạt GVHD: TS.NGUYỄN MINH CHƯỚC THỐNG -7- SVTK: TRANG NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NHGIÊP KỸ THUÂT ĐIỆN CAO ÁP động thường xuyên dải hội tụ nội chí tuyến, mặt đất hun nóng mạnh) Trong mùa đông Nam Bộ Tây Nguyên xuất dông số ngày dông hẳn không so sánh với tháng mùa hạ Nam Bộ mùa dông bắt đầu vào tháng kết thúc vào tháng 11, riêng khu vực cực tây (Hà Tiên Rạch Giá), mùa dông bắt đầu sớm từ tháng Trên Tây Nguyên mùa dông bắt đầu sớm Nam Bộ tháng từ tháng kết thúc sớm tháng (tháng 10) Đáng ý tất vùng trình mùa dông phân biệt hai cực đại Cực đại xảy vào tháng cực đại phụ xảy vào cuối tháng phần lớn vùng vào tháng phần phía bắc Duyên Hải Trung Bộ Đó thời kỳ mà dải hội tụ nội chí tuyến ngang qua vĩ độ miền Nam trình tiến lên phía bắc rút lui xích đạo Trong tháng mùa, số ngày dông giảm rõ rệt Nam Bộ khu vực nhiều dông, trừ tháng đầu mùa (tháng 4) tháng cuối mùa ( tháng 6) có số ngày dông bình thường 10 ngày tháng, suốt tháng từ tháng đến tháng 10 tháng quan sát trung bình từ 15 đến 20 ngày dông, tháng cực đại (tháng 5) trung bình gặp 20 ngày dông Khu vực Tây Nguyên, mùa dông thường có 2, tháng số ngày dông đạt tới 10 đến 15 ngày, tháng 4, tháng tháng Tháng cực đại (tháng 5) trung bình quan sát 15 ngày dông Bắc Tây Nguyên 10 đến 12 ngày nam Tây Nguyên Còn tháng khác mùa đông tháng gặp trung bình từ đến ngày dông mà Như ta thấy Việt Nam nước chịu nhiều ảnh hưởng dông sét, điều bất lợi cho phát triển kinh tế đất nước nói chung bất lợi cho công tác quản lý, vận hành hệ thống điện Việt Nam nói riêng, điều đòi hỏi ngành điện cần đầu tư nhiều cho hệ thống chống sét công trình điện, nhà thiết kế công trình điện cần tính toán cho hệ thống vận hành vừa đảm bảo an toàn, vừa đảm bảo mặt kinh tế kỹ thuật GVHD: TS.NGUYỄN MINH CHƯỚC THỐNG -8- SVTK: TRANG NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NHGIÊP KỸ THUÂT ĐIỆN CAO ÁP 2.Ảnh hưởng dông sét đến HTĐ: Quá trình phóng điện sét phóng điện đám mây với đám mây với đất Hiện tượng phóng điện từ đám mây mang điện tích âm sang đám mây mang điện tích dương Quá trình phóng điện sét mây mây dừng hai đám mây trung hoà hết điện tích Khoảng 80% số trường hợp phóng điện sét mây - đất đám mây tích điện âm Khi đám mây tích điện tới mức độ tạo nên cường độ điện trường lớn hình thành dòng phát triển mặt đất dòng gọi dòng tiên đạo Tốc độ di chuyển trung bình tia tiên đạo lần phóng điện khoảng 1,5.107 cm/s lần phóng điện nhanh đạt tới 2.10 cm/s, trung bình đợt sét có khoảng lần phóng điện liên tiếp đám mây hình thành nhiều trung tâm điện tích Dưới mặt đất hiệu ứng bề mặt mà tập trung điện tích dương Nếu điện tích mặt đất đồng (điện trở suất điểm ) dòng tiên đạo phát triển theo hướng vuông góc với mặt đất Nếu điện trở suất vị trí khác điện tích dương tập trung nơi có điện trở suất nhỏ mục tiêu dòng tiên đạo, tính chọn lọc phóng điện sét Dòng tiên đạo gần mặt đất cường độ điện trường lớn, trình ion hóa mãnh liệt tạo nhiều thác điện tử có dòng phóng ngược từ mặt đất lên với tốc độ (1,5.109 ÷ 1,5.1010) cm/s Trong giai đoạn điện tích mây theo dòng Plasma xuống đất tạo nên dòng nơi sét đánh Như trình phóng điện chuyển từ phóng điện tiên đạo sang phóng điện ngược dòng điện tích dương giảm dần điện đám mây tới trị số không lúc trình phóng điện kết thúc Kết đo lường cho thấy biên độ dòng điện sét lên tới hàng trăm kA, nguồn sinh nhiệt vô lớn GVHD: TS.NGUYỄN MINH CHƯỚC THỐNG -9- SVTK: TRANG NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NHGIÊP KỸ THUÂT ĐIỆN CAO ÁP có dòng điện sét qua vật Thực tế có nhiều 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 Phóng điện sét có kèm theo việc di chuyển không gian lượng điện tích lớn tạo điện trường mạnh làm nhiễu loạn vô tuyến thiết bị điện tử, ảnh hưởng lớn nơi cách xa hàng trăm km Khi sét đánh thẳng vào đường dây xuống mặt đất gần đường dây sinh sóng điện từ truyền dọc theo đường dây, gây nên điện áp tác dụng lên cách điện đường dây Khi cách điện bị phá huỷ gây ngắn mạch pha - đất ngắn mạch pha – pha buộc thiết bị bảo vệ Rơ- le hai 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 kịp thời tạo tình trạng tan rã lưới Sóng sét truyền từ đường dây vào trạm biến áp đánh thẳng vào trạm biến áp gây phóng điện cách điện trạm biến áp, điều nguy hiểm ngắn mạch góp dễ dẫn tới cố trầm trọng Mặt khác, có sóng 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 Từ hậu việc sét đánh gây ta thấy rõ tác dụng việc tính toán thiết kế lắp đặt thiết bị chống sét, tính toán xác lắp đặt đủ thiết bị chống sét tạo hệ thống vận hành an toàn hiệu quả, tránh hậu xấu sét gây ra, từ đảm bảo việc cung cấp điện liên tục cho hộ tiêu thụ GVHD: TS.NGUYỄN MINH CHƯỚC THỐNG - 10 - SVTK: TRANG NGỌC KỸ THUÂT ĐIỆN CAO ĐỒ ÁN TỐT NHGIÊP ÁP Giá trị ic (a, t ) cho bảng (3-8) Tốc độ biến thiên dòng điện sét cột có phản xạ: dic a = ( Lcs − 2.M cs (t )).α e −α t dt 2.Rc a − , 04 t = 2.12 (464.06 − 2.M cs (t )).0,04 2.e = Giá trị a − , 04 t ( 464.06 − 2.M cs (t )) e (kA/µs) 600 di c cho bảng (3-9) dt Thành phần điện áp giáng cột d ic Uc(t) = ic.12 +16,8 d t Giá trị Uc(t) cho bảng (3-10) -Thành phần điện áp dòng điện sét dây chống sét gây Udcs(t) = -K(ic.Rc + Ldcs c Với iC(a,t) dic + a.Mcs(t)) dt dic (a, t ) tính dt Udcs(t) = -0,263(ic(a,t).12 +16,8 dic (a, t ) + a.Mcs(t)) dt Giá trị Udcs(t) cho bảng (3-11) -Thành phần điện áp làm việc π2 U dm sin(ω.t ).dt = 0,52U dm =0,52.220 = 114,4 (kV) Ulv = ∫0 π -Từ thành phần điên áp ta tính Uc.đ(a,t) Ucđ(a,t) = Uc(t) + Ucư.từdd(t) + Ucư.điệnd(t) + Udcs(t) + Ulv Giá trị Ucđ(a,t) cho bảng (3-12) GVHD: TS.NGUYỄN MINH CHƯỚC THỐNG - 93 - SVTK: TRANG NGỌC KỸ THUÂT ĐIỆN CAO ÁP ĐỒ ÁN TỐT NHGIÊP TRước có sóng phản xạ Sau có sóng phản xạ a&t 0,5 1,67 1,67 10 -25,59 88,99 137,31 178,07 178,07 193,19 228,42 254,22 274,59 291,44 305,80 318,32 329,40 339,36 20 -51,19 177,99 274,62 356,14 356,14 386,39 456,84 508,44 549,19 582,89 611,61 636,63 658,81 678,72 30 -76,78 266,99 411,93 534,21 534,21 579,59 685,26 762,66 823,79 874,33 917,41 954,95 988,21 1018,08 40 -102,38 355,99 549,23 712,27 712,27 772,79 913,67 1016,88 1098,39 1165,78 1223,21 1273,27 1317,62 1357,44 50 -127,98 444,99 686,54 890,34 890,34 965,99 1142,09 1271,10 1372,99 1457,22 1529,02 1591,58 1647,02 1696,80 60 -153,58 533,99 823,85 1068,41 1068,41 1159,19 1370,51 1525,32 1647,59 1748,67 1834,82 1909,89 1976,43 2036,16 70 -197,17 622,99 961,16 1246,48 1246,48 1352,39 1598,93 1779,55 1922,19 2040,11 2140,62 2228,21 2305,83 2375,52 80 -204,77 701,99 1098,47 1424,55 1424,55 1545,59 1827,35 2033,77 2196,79 2331,55 2446,43 2546,53 2635,24 2714,88 90 -230,37 800,99 1235,78 1602,62 1602,62 1738,79 2055,77 2287,98 2471,39 2622,99 2752,23 2864,85 2964,64 3054,24 100 -255,9 889,98 1373,07 1780,01 1780,01 1931,99 2284,19 2542,21 2745,99 2914,44 3058,03 3183,16 3294,05 3393,60 Bảng 3-6: Bảng giá trị Ucư.điệnd(a,t) GVHD: TS.NGUYỄN MINH CHƯỚC - 95 - SVTK: TRANG NGỌC THỐNG 10 KỸ THUÂT ĐIỆN CAO ÁP ĐỒ ÁN TỐT NHGIÊP TRước có sóng phản xạ Sau có sóng phản xạ a&t 0,5 1,67 1,67 10 19,69 47,93 64,99 80,76 80,76 86,84 101,37 112,28 121,01 128,29 134,54 140,01 20 39,39 95,88 129,99 161,52 161,52 173,68 202,75 224,56 242,02 256,58 269,08 280,02 30 59,09 143,81 194,99 242,28 242,28 260,53 304,12 336,83 363,03 384,88 403,62 420,02 40 78,78 191,75 259,99 323,04 323,04 347,37 405,49 449,11 484,04 513,17 538,16 560,03 50 98,48 239,69 324,99 403,79 403,79 434,21 506,86 561,39 605,05 641,46 672,69 700,04 60 118,18 287,63 389,99 484,55 484,55 521,05 608,24 673,67 726,06 769,75 807,23 840,05 70 137,87 335,56 454,99 565,31 565,31 607,89 709,61 785,94 847,07 898,05 941,77 980,06 80 157,57 383,50 519,99 646,07 646,07 694,74 810,98 898,22 968,08 1026,34 1076,31 1120,07 90 177,26 431,44 584,99 726,82 726,82 781,58 912,36 1010,50 1089,09 1154,63 1210,85 1260,07 100 196,9 479,38 649,99 807,59 807,59 868,42 1013,73 1122,78 1210,09 1282,92 1345,39 1400,08 Bảng 3-7: Bảng giá trị Ucư.từdd(t) TRước có sóng phản xạ GVHD: TS.NGUYỄN MINH CHƯỚC Sau có sóng phản xạ - 96 - SVTK: TRANG NGỌC THỐNG 10 114,87 149,25 289,74 298,50 434,62 447,70 579,49 597,01 724,36 764,25 869,23 895,51 1014,10 1044,76 1158,98 1194,01 1303,85 1343,26 1448,72 1492,51 KỸ THUÂT ĐIỆN CAO ÁP ĐỒ ÁN TỐT NHGIÊP 0,5 1,67 1,67 10 4,13 7,43 9,49 11,43 11,43 12,19 13,99 15,36 16,46 17,37 18,16 18,85 17,47 20,02 a(kA/µ) Mcs Bảng tính Mcs TRước có sóng phản xạ Sau có sóng phản xạ a&t 0,5 1,67 1,67 10 10 -0,69 3,98 8,70 5,06 11,87 14,08 20,54 26,96 32,56 38,17 43,52 48,65 53,55 58,25 20 -1,39 7,97 17,41 30,12 23,86 28,17 41,02 53,59 65,12 76,34 87,05 97,29 107,10 116,49 30 -2,09 11,95 6,12 41,19 35,64 42,26 61,64 80,09 97,69 114,50 30,58 145,95 160,66 174,74 40 -2,78 15,93 34,82 60,25 47,51 56,34 82,18 106,79 130,26 52,67 174,10 194,59 214,21 232,98 50 -3,48 19,91 43,53 ,31 59,39 70,43 102,73 133,48 162,82 190,84 217,63 243,25 267,76 291,23 60 -4,18 23,89 52,23 90,37 71,27 84,51 123,28 160,18 195,38 229,01 261,15 291,89 321,31 349,48 70 -4,88 27,88 60,94 105,43 83,15 98,59 143,82 186,88 227,94 267,18 304,68 340,54 374,88 407,72 80 -5,57 31,86 69,64 120,49 95,03 112,68 164,37 213,57 260,51 05,34 348,20 89,19 428,49 465,97 90 -6,27 35,85 78,35 135,56 106,91 126,77 184,91 240,27 293,08 343,51 391,73 437,84 481,97 524,22 100 -6,9 39,83 87,05 150,02 118,78 40,85 205,46 266,96 325,64 381,68 435,25 486,49 535,52 582,46 Bảng 3-8: Bảng giá trị i c (a, t ) TRước có sóng phản xạ a&t 0,5 Sau có sóng phản xạ 1,67 1,67 GVHD: TS.NGUYỄN MINH CHƯỚC - 97 - SVTK: TRANG NGỌC THỐNG 10 KỸ THUÂT ĐIỆN CAO ÁP ĐỒ ÁN TỐT NHGIÊP 10 9,58 9,58 9,58 9,58 6,88 6,76 6,45 6,19 5,88 5,62 5,39 5,16 4,94 4,74 20 19,6 19,6 19,6 19,6 13,76 13,53 12,89 13,39 11,77 11,27 10,78 10,32 9,89 9,47 30 28,74 28,74 28,74 28,74 20,64 20,29 19,34 18,58 17,65 16,89 16,16 15,48 14,83 14,21 40 38,32 38,32 38,32 38,32 27,51 27,06 25,78 24,77 23,53 22,51 21,55 20,64 19,77 18,95 50 47,9 47,9 47,9 47,9 34,39 33,82 32,23 30,97 29,42 28,14 26,94 25,79 24,72 23,69 60 57,48 57,48 57,48 57,48 41,27 40,59 38,68 37,16 35,29 33,77 32,33 30,96 29,66 28,42 70 67,06 67,06 67,06 67,06 48,15 47,35 45,12 43,35 41,18 39,39 37,71 36,12 34,60 33,16 80 76,64 76,64 76,64 76,64 55,02 54,12 51,57 49,55 47,07 45,03 43,10 41,28 39,55 37,89 90 86,22 86,22 86,22 86,22 61,90 60,88 58,01 55,74 52,95 50,66 48,49 46,44 44,49 42,63 100 95,8 95,8 95,8 95,8 68,78 67,64 64,45 61,93 58,83 56,28 53,87 51,59 49,43 47,37 Bảng 3-9: Bảng giá trị di c dt TRước có sóng phản xạ Sau có sóng phản xạ a&t 0,5 1,67 1,67 10 152,58 208,74 266,13 341,59 258,09 282,67 354,84 424,41 489,60 552,57 612,79 670,48 725,68 778,54 20 305,6 424,87 538,21 690,76 516,19 565,27 709,69 848,81 979,21 1105,15 1225,64 1340,95 1451,36 1557,07 GVHD: TS.NGUYỄN MINH CHƯỚC - 98 - SVTK: TRANG NGỌC THỐNG 10 KỸ THUÂT ĐIỆN CAO ÁP ĐỒ ÁN TỐT NHGIÊP 30 457,75 626,22 796,22 977,06 774,29 848,01 1080,59 1273,22 1468,81 1657,72 1838,45 2011,43 2177,03 2335,61 40 610,29 834,96 1061,63 1366,74 1032,39 1130,68 1419,38 1697,62 1958,41 2210,29 2451,27 2681,91 2869,11 3114,15 50 762,96 1043,69 1327,04 1708,43 1290,48 1413,36 1774,22 2122,03 2448,02 2762,87 3064,09 3352,39 3628,39 3892,69 60 915,5 1252,43 1592,43 2050,11 1548,58 1696,03 2129,07 2546,43 2937,63 3315,44 3676,91 4022,86 4354,07 4671,23 70 068,04 1461,17 1857,85 2391,79 1806,68 1978,69 2483,91 2970,84 3427,23 3868,02 4289,73 4693,34 5079,74 5449,76 80 1220,66 1669,91 2123,27 2733,48 2064,77 2261,37 2838,76 3395,24 3916,84 4420,59 4902,55 5363,82 5805,42 6228,30 90 1373,25 1878,65 2388,67 3075,17 2322,87 2544,04 3193,60 3819,65 4406,44 4973,17 5515,37 6034,29 6531,10 7006,84 100 1525,82 2087,38 2654,07 3409,65 2580,96 2826,71 3548,45 4244,05 4896,04 5525,74 6128,18 6704,77 7256,78 7785,38 Bảng 3-10: Bảng giá trị Uc(a,t) TRước có sóng phản xạ Sau có sóng phản xạ a&t 0,5 1,67 1,67 10 10 -50,99 -65,76 -80,67 -100,73 -78,74 -85,21 -104,19 -122,31 -139,63 -156,19 -172,04 -187,19 -201,72 -215,62 20 -101,97 -131,52 -161,33 -201,45 -157,49 -170,41 -208,38 -244,62 -279,26 -312,38 -344,07 -374,39 -403,43 -431,24 30 -152,97 -197,29 -241,99 -302,18 -236,23 -255,62 -312,56 -366,93 -418,89 -468,57 -516,11 -561,59 -605,15 -646,86 GVHD: TS.NGUYỄN MINH CHƯỚC - 99 - SVTK: TRANG NGỌC THỐNG KỸ THUÂT ĐIỆN CAO ÁP ĐỒ ÁN TỐT NHGIÊP 40 -203,97 -263,05 -322,66 -402,91 -314,97 -340,83 -416,75 -489,25 -558,82 -624,76 -688,14 -748,79 -806,87 -862,48 50 -254,96 -328,81 -403,33 -503,64 -393,72 -426,03 -520,94 -611,56 -698,15 -780,96 -860,18 -935,99 -1008,59 -1078,1 60 -305,96 -394,57 -483,99 -604,36 -472,46 -511,24 -625,13 -733,87 -838,78 -937,15 -1032,21 -1123,2 70 -356,95 -460,34 -564,66 -705,09 -551,20 -596,45 -729,32 -856,18 -977,41 -1093,34 -1204,25 -1310,4 -1412,02 -1509.34 80 -407,95 -526,09 -645,33 -805,82 -629,95 -681,65 -833,51 -978,49 -1117,04 -1249,53 -1376,28 -1497,6 -1613,74 -1724,95 90 -458,94 -591,86 -725,99 -906,55 -708,69 -766,86 -937,69 -1100,8 -1256,67 -1405,72 -1548,32 1684,79 -1815,45 -1940,57 100 -509,93 -657,62 -806,66 -1079,38 -787,43 -852,06 -1041,88 -1223,11 -1396,3 -1561,91 -1720,25 1871,99 2017,17 -2156,19 -1210,3 -1293,72 Bảng 3-11: Bảng giá trị Udcs(a,t) TRước có sóng phản xạ Sau có sóng phản xạ a&t 0,5 1,67 1,67 10 210,15 385,63 487,87 595,59 531,39 570,72 668,90 753,29 808,59 895,69 958,59 1017,29 1072,31 1124,14 20 322,12 662,29 865,72 1081,01 961,35 1008,97 1223,41 1392,17 1546,49 1676,98 1799,22 1920,17 2030,21 2133,88 30 423,21 928,08 1233,19 1520,77 1371,33 1483,36 1793,98 2031,06 2253,89 2458,26 2647,07 282,30 2988,11 3143,57 40 529,72 1199,31 1606,15 2036,72 1790,30 1939,68 1332,42 2669,95 2967,05 3239,56 3491,29 3725,94 3912,42 4153,36 GVHD: TS.NGUYỄN MINH CHƯỚC - 100 - SVTK: TRANG NGỌC THỐNG 10 KỸ THUÂT ĐIỆN CAO ÁP ĐỒ ÁN TỐT NHGIÊP 50 636,34 1470,53 1979,08 2517,30 2209,28 2396,01 2885,92 3308,83 3680,22 3984,43 4335,52 4628,83 4903,92 5162,10 60 742,86 1741,76 2352,02 2997,88 2628,25 2852,32 3441,43 4011,72 4393,39 4802,14 5179,74 5531,80 5861,83 6172,84 70 809,23 2032,54 2749,93 3478,46 3049,26 3340,69 4032,74 4627,01 5149,83 5583,43 6023,97 6434,59 6837,73 7182,58 80 915,99 2284,21 3097,89 3959,04 3566,22 3764,96 4550,43 5225,49 5819,71 6364,72 6868,19 7337,48 7777,37 8192,33 90 1062,51 2555,44 3434,82 4439,62 4085,18 4221,78 5104,94 5864,38 6532,88 7146,01 7712,42 8240,37 8735,54 9202,07 100 1169,67 2846,22 3868,72 4944,35 4533,60 4709,79 5696,25 6543,67 7289,33 7972,99 8601,41 9192,83 9744,64 10264,46 Bảng 3-12: Bảng giá trị Uc.đ(a,t) Dựa vào bảng 3-12 bảng 3-3 ta vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ Uc.đ(t) đặc tuyến V-s chuỗi sứ sau GVHD: TS.NGUYỄN MINH CHƯỚC - 101 - SVTK: TRANG NGỌC THỐNG KỸ THUÂT ĐIỆN CAO ÁP ĐỒ ÁN TỐT NHGIÊP U(kV) 12000 a=100(kA/µs) 10000 a=90(kA/µs) a=80(kA/µs) 8000 a=70(kA/µs) a=60(kA/µs) 6000 a=50(kA/µs) a=40(kA/µs) 4000 a=30(kA/µs) a=20(kA/µs) 2000 V-s 1,67 Hình 2-11: Đồ thị Uc.đ(a,t) GVHD: TS.NGUYỄN MINH CHƯỚC - 102 - a=10(kA/µs) SVTK: TRANG NGỌC THỐNG t(µs) 10 ĐỒ ÁN TỐT NHGIÊP KỸ THUÂT ĐIỆN CAO ÁP Từ đồ thị biểu diễn quan hệ U cđ = f(a,t) ta xác định đường cong nguy hiểm Ii = ai.ti Xác suất phóng điện để dòng điện sét có biên độ I lớn giá trị Ii xác suất để độ dốc a dòng điện sét lớn giá trị độ dốc a xác định tương tự với trường hợp sét đánh vào đỉnh khoảng vượt GVHD: TS.NGUYỄN MINH CHƯỚC THỐNG - 103 - SVTK: TRANG NGỌC KỸ THUÂT ĐIỆN CAO ÁP ĐỒ ÁN TỐT NHGIÊP ai(kA/µs) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 ti(µs) 10,6 3,87 2,22 1,17 0,78 0,53 0,41 0,33 0,27 0,21 Ii(kA) 106 77,42 66,25 46,68 39,2 31,98 28,7 26,48 23,94 21 VIi 0,01722 0,05149 0,07839 0,16721 0,2227 0,29367 0,33299 0,36256 0,39961 0,44727 Vai 0,399544 0,159635 0,063781 0,015302 0,006114 0,002443 0,001625 0,000649 0,000259 0,000104 ∆ Vai 0,239908 0,095854 0,038298 0,015302 0,006114 0,002443 0,000976 0,00039 0,000156 0,000104 VIi ∆ Vai 4,13122.10-3 4,93552.10-3 3,00218.10-3 2,55864.10-3 7,17435.10-4 3,24998.10-4 1,41398.10-4 6,23391.10-5 4,65608.10-5 1,36158.10-3 Vp.đ 0,0185545 Bảng 3-13: Xác suất phóng điện sét đánh vào đỉnh cột lân cận đỉnh cột GVHD: TS.NGUYỄN MINH CHƯỚC - 104 - SVTK: TRANG NGỌC THỐNG KỸ THUÂT ĐIỆN CAO ĐỒ ÁN TỐT NHGIÊP ÁP 120 I(kA ) 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 20 40 80 60 100 a(kA/µ) Hình3-12: Đường cong nguy hiểm sét đánh vào đỉnh cột GVHD: TS.NGUYỄN MINH CHƯỚC THỐNG - 105 - SVTK: TRANG NGỌC KỸ THUÂT ĐIỆN CAO ĐỒ ÁN TỐT NHGIÊP ÁP Thông qua kết tính toán cho bảng 3-13 ta xác định được: Vp.đ = 0,0185545 Vậy suất cắt điện đường dây sét đánh vào khoảng vượt cảu dây chống sét: nđc = Nđc.η.Vp.đ = = 85,498.0,64 0,0185545 = 1,015(lần/100km.năm) Suất cắt tổng cộng sét đánh vào đường dây: nc = ndd + nkv + nđc = = 0,241 + 1,539.10-5 + 2,015 = 1,265(lần/100km.năm) Chỉ tiêu chống sét đường dây tải điện: 1 n = n = 1,256 = 0,796 (năm/1 lần cắt điện) C Như vậy: Kết tính toán cho thấy suất cắt đường dây 220 kV tương đối cao phụ thuộc vào nhiều yếu tố Vì tính toán thiết kế bảo vệ chống sét cho đường dây phải chọn phương án cho hợp lý kinh tế đảm bảo mặt kỹ thuật Số lần sét đánh vào đường dây (có thể dẫn tới nhảy máy cắt hay không nhảy máy cắt điện ) phụ thuộc vào địa lý nơi có đường dây qua Vùng địa lý có mật độ phóng điện sét nhiều hay có số ngày dông sét năm lớn khả đường dây qua phóng điện sét nhiều Ta hạn chế số lần cắt điện đường dây sét: + Để giảm xác suất hình thành hồ quang η ta tăng chiều dài chuỗi sứ cách điện không hợp lý mặt kinh tế + Suất cắt sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn không phụ thuộc vào trị số điện trở nối đất cột điện giảm ta giảm góc bảo vệ α hay giảm độ cao cột điện việc giảm góc bảo vệ hay giảm GVHD: TS.NGUYỄN MINH CHƯỚC THỐNG - 106 - SVTK: TRANG NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NHGIÊP KỸ THUÂT ĐIỆN CAO ÁP độ cao treo cột điện bị giới hạn độ cao cho phép tối thiểu dây dẫn với mắt đất khoảng cách dây dẫn với thân cột điện Suất cắt sét đánh vào khoảng vượt hay đỉnh cột phụ thuộc vào độ cao dây chống sét dây dẫn chủ yếu phụ thuộc vào trị số điện trở nối đất cột điện Vì cần lựa chọn trị số điện trở nối đất cột điện cách hợp lý cho vừa đảm bảo an toàn kỹ thuật vừa đảm bảo tính kinh tế GVHD: TS.NGUYỄN MINH CHƯỚC THỐNG - 107 - SVTK: TRANG NGỌC KỸ THUÂT ĐIỆN CAO ĐỒ ÁN TỐT NHGIÊP ÁP CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] NGUYỄN MINH CHƯỚC – Hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp KỸ THUẬT ĐIỆN CAO ÁP.Nhà xuất Hà Nội 2002 [2] TRẦN VĂN TỚP – KỸ THUẬT ĐIỆN CAO ÁP Nhà xuất KH&KT Hà Nội 2007 [3] VÕ VIẾT ĐẠN – Giáo trình KỸ THUẬT ĐIỆN CAO ÁP Nhà xuất KH&KT Hà Nội [4] VÕ VIẾT ĐẠN – Một số vấn đề kỹ thuật điện cao áp & siêu cao áp Hà Nội 1992 [5] NGUYỄN VĂN ĐẠM – Mạng lưới điện Nhà xuất Hà Nội [6] QUYỀN HUY ÁNH – Giáo trình an toàn điện Nhà xuất Đại hoc quốc gia Tp.HỒ CHÍ MINH GVHD: TS.NGUYỄN MINH CHƯỚC THỐNG - 108 - SVTK: TRANG NGỌC