QUÁ TRÌNH TRUYỀN SÓNG KĨ THUẬT ĐIỆN CAO ÁP , ĐỀ THI CUỐI KÌ

Mỗi một sóng điện từ (trong không gian, đường dây, trạm biến áp) lan truyền với vận tốc nhất định,  Quá trình truyền sóng gây lên sự thay đổi điện áp, dòng điện trên dây dẫn, phụ thuộc vào không gian và thời gian.

CHƯƠNG Q TRÌNH TRUYỀN SĨNG BIÊN SOẠN VÀ TRÌNH BÀY: TS NGUYỄN ĐỨC TƯỜNG 3.1 TỔNG QUAN u(i) A  Mỗi sóng điện từ (trong khơng gian, đường dây, trạm biến áp) lan truyền với vận tốc định, B u(i) Phụ thuộc vào thời gian vị trí định  Q trình truyền sóng gây lên thay đổi điện áp, dòng điện dây dẫn, phụ thuộc vào không gian thời gian t(s) Phụ thuộc vào vị trí thời điểm định u(i) 100 200 300 400 x(m) 3.1 TỔNG QUAN x dx x+dx Xét vi phân chiều dài đường dây dx Hệ phương trình dòng, áp thời điểm t điểm x: i( x , t )  u ( x , t )   R i ( x , t )  L 0  x t   u ( x , t )  i( x , t )   G u ( x , t )  C 0  x t Nếu không kể đến tổn hao: i( x , t )  u ( x , t )   L  x t   u ( x , t )  i( x , t )   C  x t R0dx i u L0dx u i i dx x u dx G0dx x C0dx Hệ phương trình có nghiệm dạng: u ( x , t )  u t ( x  vt )  u p ( x  vt )  i( x , t )  i t ( x  vt )  i p ( x  vt ) R0 điện trở (/m), G0 điện dẫn (/m), L0 (H/m) điện cảm C0 (F/m) điện dung phân bố đơn vị dài 3.1 TỔNG QUAN Trong đó: u t ( x  vt )  i ( x  vt )  t ZC   u p ( x  vt )  i p ( x  vt )  ZC  ZC  + ut up + it ip dòng điện tới + - x x dòng điện phản xạ L0 tổng sóng đường dây, C0 ZC: - phụ thuộc kích hình học đường dây (độ treo cao h bán kính r dây dẫn), ZC  L0  C0  2h ln 2 r   ln 2h  60 ln 2h () 20 2  r r 2h ln r v  L C vận tốc truyền sóng (c = 300 m/ µs) - phụ thuộc điện cảm L0 C0 đường dây (hằng số điện môi  độ từ thẩm µ vật liệu) µ0 = 4π.10-7 (Vs/Am) độ từ thẩm chân không, 0 = 8,85.10-12 (As/Vm) số điện môi chân không - không phụ thuộc vào chiều dài truyền sóng, điện áp dòng điện 3.1 TỔNG QUAN Tổng trở sóng ZC vận tốc lan truyền số trường hợp cụ thể: Loại dây dẫn ZC (Ω) v (m/µs) Dây dẫn đơn 430 250 Dây dẫn vặn xoắn 330 265 Dây chống sét 470 240 10-40 150-250 170 100 Cáp Dây nối đất 3.1 TỔNG QUAN  Đóng đường dây khơng tải,  Lan truyền sóng điện áp chạm đất,  Lan truyền sóng điện áp sét,  Lan truyền điện áp độ GIS,  Hiệu ứng cách ly/vùng bảo vệ chống sét van,  Phóng điện vị trí GIS,  Sự cố cáp… 3.1 TỔNG QUAN Tổn hao sóng Tổn hao điện trở điện dẫn Giảm biên độ độ dốc Biến dạng sóng Vầng quang Giảm tổng trở sóng Điều kiện nối đất Độ dẫn sâu tốc độ lan truyền phụ thuộc vào tần số sóng Hiệu ứng bề mặt - Mật độ dòng bề mặt lớn giữa, - Hiệu ứng điện trở tăng tần số tăng, - Sinh dòng điện xốy 3.2 PHẢN XẠ VÀ KHÚC XẠ CỦA SĨNG Điều kiện cân bằng: u1 + up1 = u2 (1) i1 - ip1 = i2 (2) Định luật Ohm: u i1  ; Z1 u1, i1 i p1  u p1 Z1 ; i2  u2 ; Z2 u2, i2 Z1 Z2 up1, ip1 u1  u p1  i Z   2u1  i ( Z1  Z ) u1  u p1  i Z1 Loại sóng Phản xạ Điện áp u p1  u  u1  Dòng điện i p1 i i1  Hệ số u  Z  Z1 u1 .u1 Z1  Z Z1  Z i1 i i1 Z1  Z u p1 Z  Z1 i p1 Z  Z  ; i   u1 Z1  Z i1 Z1  Z I2 Khúc xạ u2  i2  u  Z2 u   u u1 Z1  Z U2 Z1  i1  i i1 Z Z1  Z u 2 Z2 i Z1  ; i   u1 Z1  Z i1 Z1  Z 2u1 Z1 u2 Z2 3.2 PHẢN XẠ VÀ KHÚC XẠ CỦA SÓNG Đặc điểm cuối đường dây Sơ đồ Phản xạ Khúc xạ Ngắn mạch Z1 Z2=0 up1 = -u1; ip1 = u1/Z1 u2 = 0; i2 = 2u1/Z1 Hở mạch Z1 Z2= up1 = u1; ip1 = -u1/Z1 u2 = 2u1; i2 = Điện trở Điện cảm Điện dung Z1 Z1 Z1 R R  Z1 R  Z1 u p1  u1 ; i p1  i1 Z1  R Z1 ( Z1  R ) L Z   Z1 t    1t  u u p1  u1  e L 1 ; i p1   1e L  Z1     C     t   t u   Z1C  Z1 C  u p1  u1  1 2e ; i  e  p   Z1       2R u2  u1 ; i  i1 Z1  R Z1  R u  u1 Z  1t e L ; Z1    t 2u i   1e L  Z1   t  t    2u   u  u1  1e Z1 C ; i  e Z1 C Z1     3.2 PHẢN XẠ VÀ KHÚC XẠ CỦA SÓNG u1 u1 Z Z Zn Z 2u1 u2 u2  Z/n u1 n u1 Z2 Z1 Z1 C u2 1/pC  u C  .u1 1  e    TC  L Z1 Z1 2u1 Z2 t  TC 2Z2 Z1  Z2 CZ1Z2 Z1  Z2     Z2 uL 2u1 pL u2 t    T  L  u  .u1  e     t  Z  Z1 TL u L  2u1   e   Z1  Z2 Z1  Z2  2Z2 Z1  Z2 L TL  Z1  Z  Z2 3.2 PHẢN XẠ VÀ KHÚC XẠ CỦA SÓNG u1 A l2 B l3 l1 2  2 uA=u1+21u1+21 32 12 u1 uB = 23 12 23  12 u1 3 4 uB = 23 12 u1 uA=u1+21u1+21 232 12 u1 3.2 PHẢN XẠ VÀ KHÚC XẠ CỦA SÓNG Điện áp A: U A  U1A  U A1   U mA  U Am  n n n m 1 m 1 u3A Z1  U mA   U Am u2A Z2 Z3 umA Zm n   U Am  U A   U mA m 1 iA  A u1A m 1 với U mA  Z mi mA U Am  Z mi Am ZA n n n n n n n U mA U Am U mA U mA U mA    U    U Z Z Z   A  A  m m m m 1 m 1 m 1 m 1 Z m m 1 Z m m 1 Z m m 1 Z m  U A  i A Zđ tr  U đ tr Trong đó:  Z   Z1 // Z2 // Z3 // Z m n  đ tr  Z  m 1 m   n Zđ tr n U  U   mA U mA mA  đ tr m Z 1 m m 1 iA 2uđ Zđt uA t 2u đ tr  u A  i A Zđ tr ZA ... 10-40 150-250 170 100 Cáp Dây nối đất 3.1 TỔNG QUAN  Đóng đường dây khơng tải,  Lan truyền sóng điện áp chạm đất,  Lan truyền sóng điện áp sét,  Lan truyền điện áp độ GIS,  Hiệu ứng cách ly/vùng... Mỗi sóng điện từ (trong không gian, đường dây, trạm biến áp) lan truyền với vận tốc định, B u(i) Phụ thuộc vào thời gian vị trí định  Quá trình truyền sóng gây lên thay đổi điện áp, dòng điện. .. bảo vệ chống sét van,  Phóng điện vị trí GIS,  Sự cố cáp… 3.1 TỔNG QUAN Tổn hao sóng Tổn hao điện trở điện dẫn Giảm biên độ độ dốc Biến dạng sóng Vầng quang Giảm tổng trở sóng Điều kiện nối