Nghiên cứu sử dụng chống sét van để giảm suất cắt do quá điện áp khí quyển trên đường dây cao áp trong tỉnh nam định

TRẦN XUÂN TRƯỜNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - TRẦN XUÂN TRƯỜNG CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CHỐNG SÉT VAN ĐỂ GIẢM SUẤT CẮT DO QUÁ ĐIỆN ÁP KHÍ QUYỂN TRÊN ĐƯỜNG DÂY CAO ÁP TRONG TỈNH NAM ĐỊNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN KHÓA: 2012B Hà Nội – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRẦN XUÂN TRƯỜNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CHỐNG SÉT VAN ĐỂ GIẢM SUẤT CẮT DO QUÁ ĐIỆN ÁP KHÍ QUYỂN TRÊN ĐƯỜNG DÂY CAO ÁP TRONG TỈNH NAM ĐỊNH CHUYÊN NGÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN ĐÌNH THẮNG Hà Nội – 2014 MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan 4 Danh mục từ viết tắt 5 Danh mục các hình vẽ 6 Danh mục các bảng . 8 MỞ ĐẦU 9 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐƯỜNG DÂY . 12 1.1. Khái quát về lưới truyền tải điện của Việt Nam 12 1.2. Tổng quan về sét và các vấn đề bảo vệ chống sét trên đường dây cao áp . 14 1.2.1. Quá điện áp khí quyển . 14 1.2.2. Nguy hiểm của quá điện áp khí quyển 16 1.2.3. Sự cố do sét đánh trên đường dây cao áp 16 1.3. Tình hình sự cố trên các đường dây truyền tải . 18 1.3.1. Các sự cố với ĐDK 110kV của Công ty lưới điện cao thế miền Bắc 18 1.3.2. Các sự cố trên đường dây 220kV của Công ty truyền tải điện 1 20 1.4. Các giải pháp áp dụng để giảm suất cắt và thiệt hại do sét 20 1.4.1. Tăng cường cách điện 20 1.4.2. Giảm trị số điện trở nối đất 21 1.4.3. Khe hở phóng điện . 22 1.4.4. Xử lý hệ thống đường thoát sét từ DCS xuống chân cột . 22 1.4.5. Thay thế cách điện thủy tinh bằng cách điện Silicone 23 1.4.6. Lắp đặt chống sét van 23 1.5. Phân tích đánh giá các giải pháp chống sét ĐDK 23 1.5.1. Tăng cường cách điện 23 1.5.2. Giảm trị số điện trở nối đất và xử lý hệ thống thoát sét 24 1.5.3. Lắp đặt chống sét van đường dây . 24 1.6. Kết luận và xây dựng hướng nghiên cứu của đề tài . 24 1 Chương 2: CÁC THÔNG SỐ VÀ CÁCH LỰA CHỌN CHỐNG SÉT VAN . 26 2.1. Khái quát lịch sử sử dụng chống sét van đường dây 26 2.2. Tổng quan về chống sét van đường dây 28 2.2.1. Cấu tạo 28 2.2.2. Phân loại 29 2.2.3. Nguyên lý làm việc của chống sét van đường dây 31 2.2.4. Cách lắp đặt chống sét van trên đường dây 33 2.3. Các đặc tính cơ bản của CSV sử dụng cho ĐDK 34 2.4. Quy trình tổng quát khi lựa chọn chống sét van 36 2.5. Phương pháp lựa chọn CSV không khe hở để bảo vệ ĐDK cao áp 38 2.6. Kết luận 39 Chương 3: NGHIÊN CỨU LẮP ĐẶT CSV ĐỂ GIẢM SUẤT CẮT 40 DO QĐAKQ TRÊN ĐDK CAO ÁP 40 3.1. Tổng quan . 40 3.2. Suất cắt trên ĐDK không treo DCS 40 3.2.1. Suất cắt ĐDK không treo DCS và không lắp đặt CSV . 40 3.2.2. Suất cắt ĐDK không treo DCS và có lắp CSV trên 01 pha 43 3.2.3. Suất cắt ĐDK không treo DCS và có lắp CSV trên 02 pha 50 3.2.4. Suất cắt ĐDK không treo DCS và có lắp CSV trên 03 pha 54 3.3. Suất cắt trên ĐDK có treo DCS 54 3.3.1. Suất cắt ĐDK có treo DCS và lắp CSV trên 01 pha 54 3.3.2. Suất cắt ĐDK có treo DCS và lắp CSV trên 02 pha 62 3.3.3. Suất cắt ĐDK có treo DCS và lắp CSV trên 03 pha 64 3.4. Lắp đặt CSV có chọn lọc 65 3.5. Đánh giá hiệu quả các giải pháp giảm suất cắt khi QĐAKQ 66 3.5.1. Giảm điện trở nối đất tại cột . 66 3.5.2. Bảo vệ ĐDK bằng dây chống sét . 66 3.5.3. Bảo vệ ĐDK bằng chống sét van . 67 3.6. KẾT LUẬN 67 2 Chương 4: TÍNH TOÁN HIỆU QUẢ LẮP ĐẶT CSV 68 TRÊN ĐDK 110kV NAM ĐỊNH – NGHĨA HƯNG 68 4.1. Quy mô lưới điện 110kV trong tỉnh Nam Định . 68 4.1.1. Tổng quan 68 4.1.2. Thông số kỹ thuật của ĐDK 110 kV Nam Định – Nghĩa Hưng 69 4.1.3. Số liệu tính toán 69 4.1.4. Giả thiết các trường hợp để tính toán suất cắt . 69 4.2. Tính toán chi tiết các trường hợp 70 4.2.1. Suất cắt ĐDK khi treo DCS, không treo CSV (theo thực tế) 70 4.2.2. Suất cắt ĐDK lắp đặt CSV trên 01 pha 76 4.2.3. Suất cắt ĐDK khi lắp đặt 02 CSV gần hai đầu TBA 79 4.2.4. Suất cắt ĐDK khi lắp 3 bộ CSV trên pha A và 2 CSV trên 2 đầu TBA 81 4.3. Tổng hợp kết quả suất cắt trong các trường hợp 82 4.4. So sánh hiệu quả kinh tế kỹ thuật giữa các biện pháp bảo vệ 85 4.4.1. Hiệu quả kinh tế kỹ thuật khi lắp đặt 03 CSV trên pha A 85 4.4.2. Khi lắp 03 CSV trên pha A và 02 CSV trên hai đầu gần tới TBA . 86 4.4.3. Biện pháp đóng bổ sung tiếp địa cột 86 4.4.4. Biện pháp bổ sung cách điện 87 4.4.5. Đánh giá hiệu quả các giải pháp giảm suất cắt 87 4.5. KẾT LUẬN 89 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ . 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 PHỤ LỤC 1 95 PHỤ LỤC 2 99 PHỤ LỤC 3 . 103 PHỤ LỤC 4 . 104 3 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, những vấn đề được trình bày trong luận văn này là nghiên cứu của riêng cá nhân tôi, các kết quả tính toán trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ một tài liệu nào. Có tham khảo một số tài liệu và bài báo của các tác giả trong và ngoài nước đã được xuất bản. Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm nếu có sử dụng lại kết quả của người khác. Hà Nội, ngày…tháng…năm 2014 Tác giả luận văn Trần Xuân Trường 4 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BVCS : Bảo vệ chống sét CSV : Chống sét van DD : Dây dẫn DCS : Dây chống sét ĐDK : Đường dây trên không ĐTNĐ : Điện trở nối đất ĐTS : Điện trở suất HTĐ : Hệ thống điện HTNĐ : Hệ thống nối đất MHĐHH : Mô hình điện hình học NĐCS : Nối đất chống sét NGC : Công ty lưới điện cao thế miền Bắc QĐAKQ : Quá điện áp khí quyển QĐANB : Quá điện áp nội bộ TLA : Transmission Line Surge Arrester TBA : Trạm biến áp 5 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Các giai đoạn phát triển của phóng điện sét và biến thiên . 15 của dòng điện theo thời gian. . 15 Hình 1.2: Một số hình ảnh về phóng điện sét trên đường dây cao áp 17 Hình 1.3: Biểu đồ tỉ trọng theo các nguyên nhân của sự cố kéo dài [10]. . 19 Hình 1.4: Biểu đồ tỉ trọng theo các nguyên nhân sự cố thoáng qua [10]. 19 Hình 2.1: Khả năng phóng điện bề mặt của các cột riêng lẻ được bảo vệ với TLA. 27 Hình 2.2: Khả năng phóng điện bề mặt của các cột liền kề được bảo vệ với TLA. . 27 Hình 2.3: Cấu tạo bên trong của chống sét van đường dây 28 Hình 2.4: Chống sét van không khe hở 30 Hình 2.7: Các kiểu lắp đặt chống sét van trên đường dây . 34 Hình 2.8: Đặc tính VA của CSV và các biện pháp giảm Udư . 35 Hình 2.9: Quy trình kiểm tra và lựa chọn CSV theo IEC 600995 38 Hình 3.1: Các trường hợp sét đánh vào ĐDK không treo DCS 41 Hình 3.2: Phân bố dòng điện khi sét đánh vào dây dẫn. . 41 Hình 3.3: MHĐHH – 3 pha bố trí nằm ngang 43 Hình 3.4: Lắp đặt 01 CSV trên 01 pha ĐDK – 3 pha ngang 44 Hình 3.5: Sét đánh vào khoảng vượt của pha có lắp CSV 45 Hình 3.6: MHĐHH – 3 pha bố trí Δ . 47 Hình 3.7: Lắp đặt 01 CSV trên 01 pha ĐDK – 3 pha Δ 48 Hình 3.8: Sét đánh vào khoảng vượt – 3 pha ngang, không có DCS 49 Hình 3.9: Sét đánh vòng – 3 pha Δ, không có DCS 50 Hình 3.10: Lắp đặt CSV trên 02 pha ĐDK – 3 pha ngang 51 Hình 3.11: Lắp đặt CSV trên 02 pha ĐDK – 3 pha bố trí Δ 51 Hình 3.12: Phân bố dòng điện khi sét đánh vòng qua pha 1 vào pha 2 52 3 pha bố trí tam giác. 52 Hình 3.13: Lắp đặt CSV trên 03 pha ĐDK – 3 pha ngang 54 Hình 3.14: Lắp đặt CSV trên 03 pha ĐDK – 3 pha Δ 54 6 Hình 3.15: Lắp đặt CSV trên 01 pha ĐDK có treo DCS – 3 pha ngang 55 Hình 3.16: Lắp đặt CSV trên 01 pha ĐDK có treo DCS – 3 pha Δ . 55 Hình 3.17: Kích thước hình học để xác định hệ số K0 57 Hình 3.18: Sơ đồ thay thế sét đánh đỉnh cột – chưa có sóng phản xạ trở về 59 Hình 3.19: Sơ đồ thay thế sét đánh đỉnh cột – có sóng phản xạ trở về 60 Hình 3.20: Lắp đặt CSV trên 02 pha ĐDK có treo DCS – 3 pha ngang 62 Hình 3.21: Lắp đặt CSV trên 02 pha ĐDK có treo DCS – 03 pha Δ . 63 Hình 3.22: Các trường hợp sét đánh vào ĐDK có treo DCS 65 Hình 4.1: Sơ đồ kết cấu hình học cột lộ đơn 110kV . 70 Hình 4.2: Đồ thị xác suất hình thành hồ quang  = f(Elv) . 72 Hình 4.3: Sét đánh vào khoảng vượt dây chống sét 72 Hình 4.4: Sét đánh vào đỉnh cột có treo dây chống sét. 74 Hình 4.5: Sơ đồ cột ĐDK lắp đặt CSV trên pha A . 77 Hình 4.6: Biểu đồ tăng điện áp trên cách điện của cột bị sét đánh 83 khi thay đổi trị số điện trở chân cột [14]. . 83 Hình 4.7: Đặc tính Vôn – giây của chuỗi cách điện khi được . 84 bổ sung 1, 2, 3 bát sứ cách điện 84 Hình 4.8: Biểu đồ suất cắt khi lắp đặt 03 CSV trên pha A 88 7 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Tình hình tăng trưởng của đường dây và MBA truyền tải của Việt Nam qua các năm [12]. 13 Bảng 1.2: Thống kê suất sự cố qua các năm của Công ty lưới điện cao thế miền Bắc 18 Bảng 1.3: Quy định điện trở nối đất của ĐDK . 21 Bảng 3.1: Hệ số hiệu chỉnh  . 57 Bảng 4.1: Các thông số ban đầu dùng trong tính toán suất cắt 70 Bảng 4.2: Bảng giá trị xác suất phóng điện khi sét đánh vào khoảng vượt 73 Bảng 4.3: Trị số điện áp đặt lên cách điện của các pha 74 Bảng 4.4: Bảng giá trị xác suất phóng điện khi sét đánh vào đỉnh cột 76 Bảng 4.5: Tổng hợp suất cắt ĐDK trong các trường hợp . 82 Bảng 4.6: Tổng hợp chi phí lắp đặt CSV cho ba vị trí cột 85 Bảng 4.7: Tổng hợp chi phí lắp đặt CSV cho năm vị trí cột 86 Bảng 4.8: Tổng hợp chi phí đóng bổ sung tiếp địa cho một vị trí cột 86 Bảng 4.9: Tổng hợp chi phí bổ sung cách điện cho một vị trí cột 87 8 Mở rộng hướng nghiên cứu đề tài Phương pháp nghiên cứu mà tác giả đưa ra trong luận văn này là dựa trên khái niệm về điện áp U50%, có xem xét đến đặc tính đường cong nguy hiểm. Do đó, cần thiết có chương trình phần mềm tính toán cụ thể cho từng trường hợp ĐDK với các số liệu được thu thập đầy đủ như: mật độ sét, ĐTS của đất, độ cao địa hình và kết cấu của ĐDK, xem xét khả năng phóng điện của các cột lân cận khi cột kề nó đã được trang bị CSV. Đó chính là hướng nghiên cứu phát triển mới của đề tài. 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Trần Bách (2000), “Lưới điện Hệ thống điện (tập 1)”, NXB Khoa học và Kỹ thuật. [2] Nguyễn Thị Minh Chước (2001), “Hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp”, Hà Nội. [3] Nguyễn Văn Đạm (2004), “Mạng lưới điện (tập 1)”, NXB Khoa học và Kỹ thuật. [4] Võ Viết Đạn (1972), “Giáo trình Kỹ thuật điện cao áp”, Khoa Đại học Tại chức Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. [5] Trần Đình Long (2000), “Bảo vệ Hệ thống điện”, NXB Khoa học và Kỹ thuật. [6] Ngô Hồng Quang (2002), “Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500kV”, NXB Khoa học và Kỹ thuật. [7] Trần Văn Tớp (2007), “Kỹ thuật điện cao áp - Quá điện áp bảo vệ chống điện áp”, NXB Khoa học và Kỹ thuật. [8] Hoàng Việt (2007), “Kỹ thuật điện cao áp T.2, Quá điện áp hệ thống điện”, NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh. [9] Lê Ngọc Hà (2011), “Nghiên cứu sử dụng chống sét van đường dây cao áp để giảm suất cắt điện áp khí quyển”, Đại học Bách khoa Đà Nẵng. [10] Công ty Lưới điện cao thế miền Bắc (2013), “Báo cáo tổng kết công tác quản lý kỹ thuật – vận hành lưới điện 110 kV năm 2013”. [11] Bộ công nghiệp (2006), “Quy phạm trang bị điện 2006” [12] Trung tâm Điều độ hệ thống điện quốc gia (2010) , “Báo cáo tổng kết tình hình vận hành lưới điện 110 kV năm 2010” [13] Công ty Lưới điện cao thế miền Bắc (2012), “Giới thiệu chống sét van đường cách lắp đặt ”. [14] Phan Thế Huấn (2011), “Nghiên cứu sử dụng, lắp đặt chống sét van lưới điện 110kV Tổng Công ty Điện lực Miền Bắc”. Đại học Bách khoa Hà Nội. 93 [15] Công ty Lưới điện cao thế miền Bắc (2014), “Thống kê cố lưới điện 110 kV từ năm 2009 đến năm 2014”. Tiếng Anh [16] ANSI C62.221997, “IEEE guide for application of metal-oxide surge arresters for Alternating - Current systems”. [17] Trin Saengsuwan and Wichet Thipprasert, Kasetsart J. (Nat. Sci.) 42: 156 164 (2008), The Lightning Arrester Modeling Using ATP - EMTP [18] Hermann W. Dommel (1987), “EMTP Theory Book”.Application Guide [19] Catalogue Publ: 1HSM 9543 1200en, “Surge Arresters Buyer’s Guide”, Edition 5.1, 2007 - 04 [20] EPRI, Palo Alto, CA: 2006. 1012313, “Outline of Guide for Application of Transmission Line Surge Arresters - 42 to 765 kV ”. [21] IEC 600711 (1993), “Insulation Coordination -Part 1: Definitions, Principles and Rules” [22] IEC 600712 (1996), “Insulation Coordination - Part 2: Application Guide”. [23] IEC 600994 (2004), “Surge Arresters - Part 4: Metal-oxide surge arresters without gaps for A.C systems” [24] IEC 600995 (2000), “Surge Arresters - Part 5: Selection and application Recommendations” 94 PHỤ LỤC 1. Độ võng của dây: a) Các thông số của dây AC185/29 Ứng suất cho phép: cp = 7,1 kg/mm2 Mô đun đàn hồi: E = 8250 kg/mm2 Hệ số giãn nở nhiệt:  =19,2.106 1/0C Tải trọng do trọng lượng gây ra: g1 = 3,46.103 kg/m.mm2 b) Các thông số của dây TK50 Ứng suất cho phép: cp = 18,6 kg/mm2 Mô đun đàn hồi: E = 20.103 kg/mm2 Hệ số giãn nở nhiệt:  =12.106 1/0C Tải trọng do trọng lượng gây ra: g1 = 8,59.103 kg/m.mm2 Áp dụng các công thức tính: Tải trọng do gió gây ra (áp lực gió cấp 3 với v=30m/s): g  Pv F Trong đó: V2  Fv là lực tác dụng của gió lên 1m dây. 16 + Pv   Cx  +  = 0,7 là hệ số không đều của áp lực gió. + C =1,2 là hệ số khí động học của DD phụ thuộc vào đường kính dây (C=1,2 khi d  20mm). + Fv = 1.d.103 m : là diện tích chắn gió của 1m dây. Tải trọng tổng hợp: g  g12  g32 (kG/m.mm2) Ta có: lgh   cp 24. bao    g  g12 Kiểm tra điều kiện ta thấy l = lkv > ltt Lấy trạng thái ứng với bao làm trạng thái xuất phát, phương trình trạng thái có dạng 95 Ta có phương trình :   A.  B  A  0  g E.l l g12 E B  ;   E     bao  24 24. 02 Độ võng của dây: f  g.l (m) 8. 2. Công thức tính góc bảo vệ cho các pha: tg  lxa hcs  hpha Dây dẫn pha A có góc bảo vệ:  A  25,250 Dây dẫn pha B(C) có góc bảo vệ:  B   C  15,04 3. Công thức tính độ treo cao trung bình của dây dẫn và DCS: 2 hAtb  hA   f dd  17,5    14,83 (m) 3 Tính toán tương tự ta có độ treo cao trung bình của pha B, C: 10,83(m). 4. Tổng trở sóng của dây dẫn và DCS. Tổng trở sóng của dây dẫn được tính theo công thức: Z dd  60 ln 2h r Trong đó: r: là bán kính dây dẫn trên các pha và DCS. (AC185/29 có r = 9,4.103m, TK50 có r = 4,8.103m). h: là độ treo cao trung bình của dây dẫn trên các pha và DCS. Tổng trở sóng pha A Z Add  60.ln 2.hAtb 2.14,83  60.ln  482, 78() r 9, 4.103 Tổng trở sóng pha B, C tính tương tự ta có: 463,92 (). Tổng trở sóng của DCS: 543,1 (). 5. Hệ số ngẫu hợp Khi chưa có vầng quang thì hệ số ngẫu hợp K được tính như sau với dây dẫn 1 và dây chống sét 2. 96 D 12 d 12 K0  h ln r2 ln Trong đó: h2: là độ treo cao của dây chống sét. r2: là bán kính của dây chống sét. d12: là khoảng cách giữa dây chống sét và dây dẫn. D12: là khoảng cách giữa dây chống sét và ảnh của dây dẫn. Các tham số trên hình vẽ được xác định như sau: d12  lxa  (h2  h1 )2 ; D12  lxa  (h1  h2 )2 d 12 h1 h2 D 12 1' lxµ 2' Hình 1: Sơ đồ xác đinh hệ số ngẫu hợp Khi xét đến ảnh hưởng của vầng quang điện: Kvq = K0  Hệ số ngẫu hợp giữa dây dẫn pha A và dây chống sét K vqA  0, 26 Hệ số ngẫu hợp giữa dây dẫn pha B, C và DCS: K vqB  K vqC  1,3.0,613  0,169 Bảng 1: Đặc tính phóng điện của chuỗi sứ ПC70 t(s) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20 U(kV) 1330 1200 1200 1120 1050 1050 1050 1050 1050 1050 1050 1050 97 Bảng 2: Các thông số tính toán điện cảm với Rc = 10 Công thức Lcsc  l0 hcs Ldd c  l0 hdd Lcs  Z cs l kv c 13,68 10,15 362,07 (H) (H) (H) Kết quả l0 c v β 0,6 300 90 0,3 H/m (m/s) (m/s) Bảng 3: Các thành phần xác định Ucđ(t) khi sét đánh vào đỉnh cột (Rc = 10) Mcs Mdd 12,19 8,65 (H) (H) 1 2 16 0,05 ic dic dt Uc 23,52 7,27 311,54 86,5 (kV) (kV) (kA) (kA/s) U cuddtu U cudd dien Udcs 193,78 118,7 57,2 (kV) (kV) Hình 2: Đồ thị Ucđ(a,t) khi sét đánh vào khoảng vượt Hình 3: Đồ thị Ucđ(a,t) khi sét đánh vào đỉnh cột 98 Ulv (kV) PHỤ LỤC Bảng 1: Bảng giá trị Ucđ(t) khi sét đánh vào khoảng vượt a t 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 156,66 256,11 355,57 455,02 554,48 653,94 753,39 852,85 952,3 1051,76 2 198,66 340,11 481,57 623,02 764,48 905,94 1047,39 1188,85 1330,3 1471,76 3 240,66 424,11 607,57 791,02 974,48 1157,94 1341,39 1524,85 1708,3 1891,76 4 282,66 508,11 733,57 959,02 1184,48 1409,94 1635,39 1860,85 2086,3 2311,76 5 324,66 592,11 859,57 1127,02 1394,48 1661,94 1929,39 2196,85 2464,3 2731,76 6 366,66 676,11 985,57 1295,02 1604,48 1913,94 2223,39 2532,85 2842,3 3151,76 7 408,66 760,11 1111,57 1463,02 1814,48 2165,94 2517,39 2868,85 3220,3 3571,76 8 450,66 844,11 1237,57 1631,02 2024,48 2417,94 2811,39 3204,85 3598,3 3991,76 9 492,66 928,11 1363,57 1799,02 2234,48 2669,94 3105,39 3540,85 3976,3 4411,76 10 534,66 1012,11 1489,57 1967,02 2444,48 2921,94 3399,39 3876,85 4354,3 4831,76 15 744,66 1432,11 2119,57 2807,02 3494,48 4181,94 4869,39 5556,85 6244,3 6931,76 20 954,66 1852,11 2749,57 3647,02 4544,48 5441,94 6339,39 7236,85 8134,3 9031,76 Bảng 2: Bảng giá trị điện áp cảm ứng do thành phần điện U d c .dien (a, t ) Khi chưa có sóng phản xạ a t 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.00 20.25 40.51 60.76 81.02 101.27 121.53 141.78 162.03 182.29 202.54 0.50 79.71 159.43 239.14 318.86 398.57 478.29 558.00 637.72 717.43 797.14 1.00 119.87 239.75 359.62 479.50 599.37 719.24 839.12 958.99 1078.86 1198.74 1.33 138.09 276.19 414.28 552.38 690.47 828.57 966.66 1104.7 1242.8 1380.9 Khi có sóng phản xạ từ cột lân cận a 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1.33 138.09 276.19 414.28 552.38 690.47 828.57 966.66 1104.7 1242.8 1380.9 2.00 165.49 330.97 496.46 661.94 827.43 992.91 1158.40 1323.89 1489.37 1654.86 3.00 193.91 387.83 581.74 775.66 969.57 1163.48 1357.40 1551.31 1745.23 1939.14 4.00 214.63 429.27 643.90 858.54 1073.17 1287.80 1502.44 1717.07 1931.71 2146.34 5.00 230.95 461.90 692.85 923.80 1154.75 1385.70 1616.65 1847.60 2078.55 2309.50 10.00 282.60 565.19 847.79 1130.38 1412.98 1695.57 1978.17 2260.77 2543.36 2825.96 15.00 313.26 626.53 939.79 1253.05 1566.32 1879.58 2192.84 2506.10 2819.37 3132.63 20.00 335.15 670.30 1005.46 1340.61 1675.76 2010.91 2346.07 2681.22 3016.37 3351.52 t 99 Bảng 3: Bảng giá trị điện áp cảm ứng do thành phần từ U d c .tu (a, t ) Khi chưa có sóng phản xạ a t 0.00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 14.97 29.93 44.90 59.87 74.84 89.80 104.77 119.74 134.71 149.67 0.50 41.21 82.42 123.63 164.84 206.06 247.27 288.48 329.69 370.90 412.11 1.00 56.04 112.08 168.12 224.16 280.20 336.24 392.28 448.31 504.35 560.39 1.33 63.23 126.45 189.68 252.90 316.13 379.36 442.58 505.81 569.03 632.26 Khi có sóng phản xạ từ cột lân cận a t 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1.33 63.23 126.45 189.68 252.90 316.13 379.36 442.58 505.81 569.03 632.26 2.00 74.42 148.84 223.26 297.68 372.10 446.52 520.94 595.36 669.78 744.20 3.00 86.41 172.82 259.23 345.64 432.04 518.45 604.86 691.27 777.68 864.09 4.00 95.32 190.64 285.97 381.29 476.61 571.93 667.26 762.58 857.90 953.22 5.00 102.42 204.84 307.26 409.68 512.10 614.52 716.94 819.36 921.79 1024.21 10.00 125.21 250.42 375.64 500.85 626.06 751.27 876.48 1001.70 1126.91 1252.12 15.00 138.90 277.80 416.70 555.60 694.50 833.40 972.30 1111.20 1250.10 1389.00 20.00 148.71 297.43 446.14 594.86 743.57 892.28 1041.00 1189.71 1338.42 1487.14 Bảng 4: Bảng giá trị ic(a,t) Khi chưa có sóng phản xạ a M 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.00 3.36 0.75 1.5 2.25 3 3.75 4.5 5.25 6 6.75 7.5 0.50 6.49 3.88 7.76 11.64 15.51 19.39 23.27 27.15 31.03 34.91 38.78 1.00 8.33 8.57 17.13 25.7 34.26 42.83 51.4 59.96 68.53 77.09 85.66 1.33 9.24 11.67 23.35 35.02 46.7 58.37 70.04 81.72 93.39 105.07 116.74 t Khi có sóng phản xạ từ cột lân cận a M 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1.33 9.24 11.05 22.11 33.16 44.21 55.27 66.3 77.4 88.4 99.5 110.5 2.00 10.65 16.21 32.43 48.64 64.86 81.07 97.3 113.5 129.7 145.9 162.1 3.00 12.19 23.52 47.04 70.56 94.08 117.60 141.1 164.6 188.2 211.7 235.2 4.00 13.33 30.40 60.80 91.20 121.60 152.00 182.4 212.8 243.2 273.6 304.0 5.00 14.24 36.89 73.79 110.68 147.58 184.47 221.4 258.3 295.2 332.0 368.9 10.00 17.19 64.47 128.94 193.40 257.87 322.34 386.8 451.3 515.7 580.2 644.7 15.00 18.96 85.51 171.03 256.54 342.06 427.57 513.1 598.6 684.1 769.6 855.1 20.00 20.24 101.64 203.29 304.93 406.57 508.21 609.9 711.5 813.1 914.8 1016.4 t 100 Bảng 5: Bảng giá trị dic (a, t ) (a,t) dt Khi chưa có sóng phản xạ a M 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.00 3.36 9.54 19.08 28.62 38.16 47.7 57.24 66.78 76.32 85.86 95.4 0.50 6.49 9.54 19.08 28.62 38.16 47.7 57.24 66.78 76.32 85.86 95.4 1.00 8.33 9.54 19.08 28.62 38.16 47.7 57.24 66.78 76.32 85.86 95.4 1.33 9.24 9.54 19.08 28.62 38.16 47.7 57.24 66.78 76.32 85.86 95.4 t Khi có sóng phản xạ từ cột lân cận a M 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1.33 9.24 8.04 16.07 24.11 32.15 40.19 48.22 56.26 64.3 72.34 80.37 2.00 10.65 7.71 15.42 23.13 30.83 38.54 46.25 53.96 61.67 69.38 77.08 3.00 12.19 7.27 14.53 21.8 29.07 36.33 43.6 50.87 58.13 65.4 72.67 4.00 13.33 6.87 13.73 20.6 27.46 34.33 41.19 48.06 54.92 61.79 68.65 5.00 14.24 6.49 12.99 19.48 25.98 32.47 38.97 45.46 51.96 58.45 64.95 10.00 17.19 4.97 9.94 14.91 19.88 24.84 29.81 34.78 39.75 44.72 49.69 15.00 18.96 3.83 7.66 11.48 15.31 19.14 22.97 26.79 30.62 34.45 38.28 20.00 20.24 2.96 5.92 8.87 11.83 14.79 17.75 20.7 23.66 26.62 29.58 t Bảng 6: Bảng giá trị điện áp Uc (t) Khi chưa có sóng phản xạ a M 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.00 3.36 123 246.01 369.02 492.02 615.0 738.0 861.0 984.0 1107.1 1230.1 0.50 6.49 169.3 338.58 507.87 677.17 846.5 1015.7 1185.0 1354.3 1523.6 1692.9 1.00 8.33 216.2 432.33 648.50 864.67 1080.8 1297.0 1513.2 1729.3 1945.5 2161.7 1.33 9.24 247.2 494.49 741.74 988.99 1236.2 1483.5 1730.7 1978.0 2225.2 2472.5 t Khi có sóng phản xạ từ cột lân cận a M 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1.33 9.24 220.5 441.0 661 882 1102 1323 1543 1764 1984 2205 2.00 10.65 267.6 535.2 803 1070 1338 1606 1873 2141 2408 2676 3.00 12.19 334.6 669.2 1004 1338 1673 2008 2342 2677 3011 3346 4.00 13.33 397.9 795.8 1194 1592 1990 2387 2785 3183 3581 3979 5.00 14.24 457.8 915.6 1373 1831 2289 2747 3205 3662 4120 4578 10.00 17.19 712.7 1425.3 2138 2851 3563 4276 4989 5701 6414 7127 15.00 18.96 907.5 1815.0 2723 3630 4538 5445 6353 7260 8168 9075 20.00 20.24 1056.9 2113.8 3171 4228 5284 6341 7398 8455 9512 10569 t 101 Bảng 7: Bảng giá trị Udcs(a,t) Khi chưa có sóng phản xạ a M t 10 20 30 40 50 70 80 84.396 93.132 101.87 90 100 110.6 119.34 0.00 3.36 40.716 49.452 58.188 66.924 0.50 6.49 60.892 77.766 1.00 8.33 77.87 186.16 207.82 229.48 251.13 272.79 1.33 9.24 88.296 112.32 136.34 160.37 184.39 208.42 232.44 256.46 280.49 304.51 94.64 75.66 60 111.51 128.39 145.26 162.14 179.01 99.528 121.19 142.84 164.5 195.88 212.76 Khi có sóng phản xạ từ cột lân cận a M t 10 20 30 50 60 80 90 100 9.24 81.354 105.38 225.5 249.52 273.55 297.57 2.00 10.65 97.266 124.96 152.65 180.34 208.03 235.72 263.41 291.1 318.79 346.48 3.00 12.19 118.69 150.38 182.08 213.77 245.47 277.16 308.85 340.55 372.24 403.94 4.00 13.33 138.11 172.77 207.43 242.09 276.74 346.06 380.72 415.38 450.03 5.00 14.24 156.05 193.08 378.2 415.22 452.24 489.27 10.00 17.19 274.69 319.38 364.08 408.77 453.47 498.16 542.85 587.55 632.24 15.00 18.96 285.25 334.54 383.84 433.13 482.43 531.73 581.02 630.32 679.61 728.91 20.00 20.24 327.42 380.04 432.67 485.29 537.91 590.54 643.16 695.79 748.41 801.03 230.1 153.43 177.45 201.47 70 1.33 230 129.4 40 311.4 267.12 304.15 341.17 Bảng 8: Bảng giá trị Ucđ (t) khi sét đánh vào đỉnh cột Khi chưa có sóng phản xạ a M 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.00 3.36 134.2 243.2 352.2 461.2 570.1 679.1 788.1 897.1 1006.1 1115.1 0.50 6.49 286.5 559.9 833.2 1106.6 1379.9 1653.2 1926.6 2199.9 2473.3 2746.6 1.00 8.33 371.4 741.8 1112.3 1482.7 1853.1 2223.5 2594.0 2964.4 3334.8 3705.2 1.33 9.24 417.4 842.0 1266.6 1691.1 2115.6 2540.2 2964.7 3389.3 3813.8 4238.4 t Khi có sóng phản xạ từ cột lân cận a M 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1.33 9.24 397.7 795.4 1193.2 1591.0 1988.8 2386.5 2784.3 3182.1 3579.9 3977.6 2.00 10.65 467.4 947.2 1427.0 1906.8 2387 2866 3346 3826 4306 4786 3.00 12.19 553.4 1136.7 1719.9 2303.1 2886 3470 4053 4636 5219 5802 4.00 13.33 626.9 1300.2 1973.4 2646.6 3320 3993 4666 5339 6013 6686 5.00 14.24 692.3 1446.4 2200.6 2954.7 3709 4463 5217 5971 6725 7480 10.00 17.19 947.7 2023.4 3099.2 4175.0 5251 6327 7402 8478 9554 10630 15.00 18.96 1131.6 2442.0 3752.4 5062.7 6373 7683 8994 10304 11615 12925 20.00 20.24 1270.5 2758.7 4246.8 5734.9 7223 8711 10199 11687 13176 14664 t 102 PHỤ LỤC Các thông số chính của chống sét van 3EL5 – 096 Điện áp hệ thống cực đại Um 123 kV Hệ thống nối đất Nối đất trực tiếp Mức cách điện cơ sở (BIL) 550 kV Điện áp danh định Ur 96 kV Điện áp vận hành liên tục (Uc/MCOV) 77 kV Dòng phóng định mức In 10 kA Dòng xung cao 100 kA Lớp phóng điện 2 (3) tùy đặt hàng Dung lượng nhiệt phóng năng lượng 8 kJ/kV Dung lượng xung phóng năng lượng 4 kJ/kV Dòng xung 2ms trong thời gian dài 850 A Dòng ngắn mạch 0,2 s 65 kA Điện áp dư cực đại 10 kA 1/2 s 244 kV 5 kA 8/20 s 216 kV 10 kA 8/20 s 230 kV Quá điện áp tạm thời trong 1 s 110 kV Quá điện áp tạm thời trong 10 s 103 kV Điện áp chịu được tần số nguồn ẩm ướt 240 kV Điện áp xung sét chịu được 550 kV Khoảng cách phóng lèo cực tiểu 3820 mm 103 PHỤ LỤC BẢNG THỐNG KÊ CÁC SỰ CỐ TRÊN LƯỚI ĐIỆN 110KV THUỘC QUẢN LÝ CỦA CHI NHÁNH ĐIỆN CAO THẾ NAM ĐỊNH (Tính 01 tháng 01 năm 2009 đến ngày 19 tháng 07 năm 2014) Stt 1 2 3 4 5 6 7 Tên đường dây, trạm Diễn biến Nguyên nhân 17/04/2009 MC 172E3.7 nhảy BVKC(2) Tại VT 13 nhánh rẽ vào pha A 32km, TĐL thành công. 172E3.7Nam Định Lạc Quần E3.13 Giao Thuỷ bị phóng MC 132, 112E3.8 nhảy điện vỡ 01 bát sứ pha A. BVKC(1), pha A, 10km. Thời tiết khu vực bình thường. Nguyên nhân phóng điện tại hàm dưới phía đầu vào MC 22/06/2009 431 phóng điện vào tấm BVQI tác động cắt MC 131, chắn cách điện. MBA T1 E3.13 Giao Thủy 331, 431, có tiếng nổ tại thanh PX Nam Định vào tháo các cái 22kV. Tách TC C41 ra khỏi tấm chắn cách điện bị cháy vận hành khôi phục lại T1 tốt. xém và vệ sinh ngăn tủ MC431,đã khôi phục tốt TC C41. 24/06/2009 17h00: PX Nam Định kiểm MC 172 E23.1 nhảy 3I0, tra phát hiện tại khoảng cột BVKC(1). 25 – 26 xe cẩu vi phạm 172 E23.1 Ninh Bình Trình 14h35: Đóng MC 172 E23.1 khoảng cách làm đứt dây Xuyên nhảy ngay 3I0, BVKC(1). dẫn pha C. PX đã tiến hành nối lại dây dẫn, trả đường dây cho B3 lúc 22h20. Nguyên nhân khách quan. 24/06/2009 MC 172 E3.7 nhảy BVKC(1) Kiểm tra nguyên nhân 172 E3.7 Nam ĐịnhLạc Quần 2.4 km, pha A, TĐL tốt. Thời Phóng điện VT 114. tiết khu vực có mưa giông Kiểm tra không phát hiện 03/07/2009 BVSL tác động cắt Trạm E3.13 Giao Thủy nguyên nhân gây sự cố, đã các MC tổng 3 phía MBA T1. đóng lại tốt. Tại khoảng cột 3÷4 do dân 08/07/2009 câu cá dưới đường dây vi 173E3.7 Nam ĐịnhNam Ninh MC173E3.7 nhảy BVKC(1) l = phạm khoảng cách gây 0,8 km , đóng lại tốt. phóng điện. Nguyên nhân khách quan 23/07/2009 PX Nam Định đi kiểm tra 112 E3.12 Nam NinhHải Hậu MC 112 E3.12 nhảy BVQI chạm ĐZ sau sự cố không phát 104 đất.Thời tiết khu vực bình hiện được gì thường. Do đơn vị thi công kéo dây 29/03/2010 8 175E3.7 Nam Định Mỹ Xá thông tin vị phạm khoảng 175 nhảy kc (1), không có TĐL cách. Khách quan 07/08/2010 MC 173 E3.7 nhảy BVKC(1), 173E3.7 Nam ĐịnhNam Ninh Không phát hiện nguyên 9 pha A, L= 3,5km, TĐL thành Hải Hậu nhân. công. Thời tiết khu vực có mưa to, sấm sét. 07/08/2010 MC 173 E3.7 nhảy BVKC(1), 173E3.7 Nam Định Nam Không phát hiện nguyên 10 pha A, L= 3,5km, TĐL thành Ninh Hải Hậu nhân. công. Thời tiết khu vực có mưa to, sấm sét. 172 E23.1 Ninh Bình Trình 22/05/2011 11 PĐ VT 27 Xuyên MC 172 nhảy kc(1), 5km, TĐL 12/06/2011 173E3.7 Nam Định – Nghĩa MC 173 nhảy kc(1), 30km, TĐL Phóng điện bề mặt các VT: 12 Hưng Thời tiết khu vực có mưa to, 169,170 sấm sét. Kiểm tra phát hiện vị trí 2A 176E3.7 Nam Định 220kV 13 Mỹ Lộc hư hỏng đầu cốt lèo pha B MC 176 nhảy kc(1), TĐL không thành công do đường dây thường xuyên vận hành quá tải 172 Giao Thuỷ E3.13Hải Hậu 14 Lạc Quần 112E3.15(Ý yên) 112E3.5 15 (Phủ lý) Xe xúc vi phạm khoảng MC 172 nhảy kc(1), TĐL không cách với ĐZ gây phóng điện thành công tại khoảng cột 0203 VT477 bị vỡ 01/07 bát sứ MC 172 nhảy, TĐL không thành công pha A 171 E23.1 (Ninh bình) 112 Do lỗi nội bộ rơ le bảo vệ MC 171 nhảy kc(1), TĐL 16 E3.15 (Ý yên) khoảng cách lộ 171 không thành công CNLĐ Nam Định kiểm tra 12/03/2014 sau sự cố phát hiện khoảng 08h45: MC172 E23.1 nhảy cột 4647 có người dân ném ĐZ 172E23.1(220kV) Ninh BVKC(1) pha B, 9.5km, TĐL 17 cuộn dây điện 2x2,5mm2 Bình – 172E3.1 Trình Xuyên thành công (Ia = 0,84kA; Ib = phía dưới ĐZ vi phạm 5,35kA; Ic = 0,6kA). Thời tiết khoảng cách gây sự cố, dây có mưa nhỏ. dẫn không bị tổn thương. 105 23/03/2014. 13h45 – 14h18: BVKC(1) ngăn lộ 172 E3.12 tác động cắt MC112, 132, pha B; 15,56km; TĐL không làm việc (Ia = ĐZ 172 E3.12 Nam Ninh– 171 0,7kA, Ib = 2,7kA, Ic = 0,4kA). 18 E3.11 Hải Hậu Thời tiết khu vực không mưa, độ ẩm cao, sự cố gây mất điện MBA T2 E3.12 Nam Ninh, T2 E3.8 Lạc Quần, E3.10 Nghĩa Hưng, E3.11 Hải Hậu, E3.13 Giao Thủy. Đã khôi phục tốt. 12h07: BVKC lộ 172 E3.8 tác động cắt MC112; MC132 trạm E3.8; pha C; 10km (Ia=0,18kA; Ib=0,32kA; Ic=3,53kA); TĐL 172 7 E3.8 Lạc Quần – 171 19 MC112 thành công; đồng thời 7 E3.13 Giao Thủy BVKC lộ 171E3.13 khởi động báo tín hiệu 13,2 km. Thời tiết không mưa. Sự cố gây mất điện MBA T2 E3.8, đã khôi phục tốt. 29/05/2014 15h05 – 15h12: MC172 E23.1 172 E23.1 (220kV) Ninh Bình nhảy BVKC(1) pha C; 7,9 km; 20 – 1727 E3.1 Trình Xuyên TĐL không thành công. Thời tiết khu vực nắng nóng, đã khôi phục. 00h55 – 01h38(06/7): Rơ le BVKC(2) lộ 172 E3.12 tác động cắt MC112, MC132, sự cố pha BC; 28,12km; TĐL không thành công (Ia = 0.318kA, Ib = 2,45kA, Ic = 2,37kA). Thời tiết ĐZ 172 E3.12 Nam Ninh – 21 khu vực mưa giông sét. Khôi 171 E3.11 Hải Hậu phục MC 112E3.12 hai lần nhảy ngay BVKC(2) pha BC ; 25km. Sự cố gây mất điện các trạm: E3.10 Nghĩa Hưng; E3.11 Hải Hậu, E3.13 Giao Thủy, E3.8 Lạc Quần. 106 CNLĐ Nam Định kiểm tra đường dây phát hiện tại khoảng cột 192 193 do Cty CP XDHT Đại Phong thi công kè bờ sông vi phạm khoảng cách gây phóng điện pha B, dây dẫn không bị tổn thương (khoảng cách pha B, C – đất = 10m). CNLĐ Nam Định kiểm tra sau sự cố phát hiện tại khoảng cột 0708 (vượt sông cầu Phức Khóa) có dấu vết của máy xúc vừa thực hiện công việc kè bờ đê, khi CNLĐ Nam Định đến thì chiếc máy xúc đã đi khỏi hiện trường (máy xúc đặt trên bè phà). CNLĐ Nam Định kiểm tra ĐZ sau sự cố phát hiện tại khoảng cột 4546 pha C có xe cẩu chở gỗ vi phạm khoảng cách gây sự cố, không có tai nạn về người, dây dẫn không bị tổn thương. 00h55– 10h05(06/7): CNLĐ Nam Định kiểm tra ĐZ sau sự cố phát hiện tại pha B k/c 1819 có biển quảng cáo do lốc cuốn vào đường dây gây sự cố, dây dẫn bị đứt 06 sợi. CNLĐ Nam Định đã vá táp dây dẫn kết quả tốt. Đã khôi phục. ... TRƯỜNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CHỐNG SÉT VAN ĐỂ GIẢM SUẤT CẮT DO QUÁ ĐIỆN ÁP KHÍ QUYỂN TRÊN ĐƯỜNG DÂY CAO ÁP TRONG TỈNH NAM ĐỊNH CHUYÊN NGÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI... giới nhằm từng bước giải quyết các vấn đề tồn tại, yếu kém về độ tin cậy cung cấp điện của hệ thống điện hiện nay. 9 Xuất phát từ các vấn đề nêu trên, đề tài Nghiên cứu sử dụng chống sét van để giảm suất cắt do quá điện áp khí quyển trên đường dây cao áp trong tỉnh Nam ... Tổng quan sét vấn đề bảo vệ chống sét đường dây cao áp 1.2.1 Quá điện áp khí Quá điện áp khí quyển là hiện tượng quá điện áp do sét gây nên. Sét là hiện tượng phóng điện trong khí quyển giữa đám mây giông mang điện tích với đất hoặc

Định dạng
Số trang	108
Dung lượng	3,02 MB