LỜI NÓI ĐẦU Trong nhiệm vụ xây dựng và phát triển cơ sở hạ tầng để phục vụ cho sự nghiệp đổi mới và phát triển của đất nước, việc giải quyết các vấn đề năng lượng, trước hết là điện năng, đóng vai trò cực kỳ quan trọng. Để đáp ứng Nhu cầu phát triển nhanh của nền kinh tế quốc dân, từng bước thực hiện điện khí hóa đất nước, con đường hợp lý nhất, hiệu quả nhất và kinh tết nhất là tập trung hóa sản xuất điện năng trên cơ sở những nhà máy điện có công suất thiết kế lớn, xây dựng gần với các nguồn nhiên liệu và năng lượng sơ cấp, đồng thời với sự phát triển mạng lưới điện cơ khả năng đưa điện năng đến nơi tiêu thụ ở xã nhất và nối liền chúng lại thành một hệ thống điện thống nhất cả nước, để có thể huy động một cách hợp lý nhất về kinh tế kỹ thuật. Để truyền tải điện năng công suất lớn từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ ở xa đòi hỏi phải thiết lập những lưới điện có điện thế cao. Khả năng truyền tải của đường dây tỉ lệ với bình phương của điện áp làm việc. Ví dụ, đường dây 35 kV có thể truyền tải một công suất từ 8 – 10 MW đi xa 30 – 40 km, đường dây điện áp 110 kV có thể truyền tải một công suất khoảng 30MW đi xa 110 – 150 km, còn để truyền tải một công suất khoảng 200 – 250 MW trên khoảng cách 200 – 250 km cần phải có đường dây điện áp 220 kV… Việc dùng lưới điện có điện áp cao để truyền tải điện năng đã đặt ra một loạt vấn đề về khoa học kỹ thuật mà người làm công tác trong ngành điện, đặc biệt trong lĩnh vực kỹ thuật điện cao áp và kỹ thuật cách điện phải nghiên cứu và giải quyết. Những trang thiết bị điện và máy điện có điện áp cao phải được thiết kế, chế tạo sao cho vừa đảm bảo các yếu tố kỹ thuật, an toàn, tin cậy, tuổi thọ cao, gọn nhẹ, kinh tế… Muốn như thế, một mặt các phần tử mang điện áp cao phải có cấu tạo hợp lý về mặt phân bố điện trường, mặt khác phải đưa vào sử dụng những vật liệu có khả năng cách điện, chịu nhiệt và có độ bền cơ ngày càng tốt hơn, đồng thời phải nghiên cứu các biện pháp để cải thiện điều kiện làm việc của chúng. Trong vận hành, cách điện của các thiết bị và máy điện không chỉ chịu tác dụng lâu dài của điện áp làm việc mà còn có thể chịu tác dụng trong một thời gian ngắn hoặc rất ngắn các điện áp cao gấp nhiều lần điện áp định mức làm việc của chúng, tức là chịu tác dụng của quá điện áp. Quá điện áp có thể gây nên do sét đánh trực tiếp hay các vùng lân cận với những xung điện áp rất cao vào hệ thống điện. Các điện áp xâm nhập vào hệ thống thường rất cao có thể đến hàng triệu vôn trong thời gian rất ngắn, thường không quá vài trăm micro giây, đó là quá điện áp khí quyển. Quá điện áp cũng xuất hiện do sự thay đổi chế độ làm việc của bản thân hệ thống điện như việc đóng cắt các phần tử của hệ thống điện hoặc các dạng sự cố như đứt dây, chạm đất, ngắn mạch… với trị số có thể ii gấp bốn, năm lần trị số điện áp pha định mức, trong thời gian ngắn từ một vài tram micro giây đế hàng chục giây, đó là quá điện áp nội bộ. Quá điện áp, do đó, là nguyên nhân chủ yếu gây ra những sự cố và hư hỏng trong hệ thống điện. Vì vậy, phải nghiên cứu và áp dụng Những biện pháp, những thiết bị để ngăn ngừa và hạn chế trị số quá điện áp, phải xác đingj mức cách điện của thiết bị theo đặc tính của thiết bị bảo vệ với một độ dự trữ hợp lý, tức là giải quyết tốt vấn đề phối hợp các giải pháp thực hiện cách điện. Các thiết bị điện, máy điện được chế atọ phải trải qua những thử nghiệm tại nhà máy trước khi xuất xưởng, sau khi chuyên chở và lắp đặt, theo các tiêu chuẩn hiện hành của nhà mước, để đảm bảo các tính năng quy định và suốt trong thời gian vận hành phải được thử nghiệm và kiểm tra định kỳ, để kịp thời phát hiện các khuyết tật trong cách điện, xuất hiện trong quá trình làm việc để sửa chữa hoặc thay thế, tránh những sự cố và hư hỏng làm gián đoạn sự cung cấp điện. Đó là vấn đề thử nghiệm và kiểm tra phòng ngừa cho cách điện. Tóm lại, nghiên cứu các quá trình xảy ra trong cách điện dưới tác dụng của điện áp cao các dạng khác nhau trong điện trường cao từ đông nhất đến không đồng nhất mức độ khác nhau, nghiên cứu các hiện tượng quá điện áp và các biện pháp bảo vệ chống quá điện áp trong hệ thống điện, nghiên cứu kết cấu cách điện của trang thiết bị, máy điện có điện áp cao, nghiên cứu các biện pháp thử nghiệm kiểm tra phòng ngừa cho cách điện là các đối tượng nghiêm cứu chủ yếu của môn học KỸ THUẬT CAO ÁP trong hệ thống điện. Giáo trình bài giảng KỸ THUẬT CAO ÁP VÀ CHỐNG SÉT được dùng làm tài liệu nghiên cứu, học tập cho sinh viên các ngành hệ thống điện, kỹ thuật điện có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho các học viên sau đại học các ngành chuyên môn trên và cũng có thể giúp ích cho các kỹ sư đang làm việc trong các lĩnh vực của ngành điện có liên quan đến trang thiết bị điện cao áp. Những sai sót, những hạn chế về nhiều mặt của bài giảng này là điều khó tránh khỏi. Tác giả mong được sự góp ý của các đồng nghiệp, sự góp ý của người sử dụng để giáo trình càng hoàn thiện hơn.
UBND THÀNH PHỐ CẦN THƠ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ CẦN THƠ Bài Giảng Học phần: KỸ THUẬT CAO ÁP VÀ CHỐNG SÉT - Biên soạn: GV Ths Võ Minh Thiện - Đơn vị : Khoa Điện – Điện tử - Viễn thông - Email : vmthien@ctuet.edu.vn Cần Thơ 2016 LỜI NÓI ĐẦU Trong nhiệm vụ xây dựng phát triển sở hạ tầng để phục vụ cho nghiệp đổi phát triển đất nước, việc giải vấn đề lượng, trước hết điện năng, đóng vai trị quan trọng Để đáp ứng Nhu cầu phát triển nhanh kinh tế quốc dân, bước thực điện khí hóa đất nước, đường hợp lý nhất, hiệu kinh tết tập trung hóa sản xuất điện sở nhà máy điện có cơng suất thiết kế lớn, xây dựng gần với nguồn nhiên liệu lượng sơ cấp, đồng thời với phát triển mạng lưới điện khả đưa điện đến nơi tiêu thụ xã nối liền chúng lại thành hệ thống điện thống nước, để huy động cách hợp lý kinh tế kỹ thuật Để truyền tải điện công suất lớn từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ xa địi hỏi phải thiết lập lưới điện có điện cao Khả truyền tải đường dây tỉ lệ với bình phương điện áp làm việc Ví dụ, đường dây 35 kV truyền tải công suất từ – 10 MW xa 30 – 40 km, đường dây điện áp 110 kV truyền tải công suất khoảng 30MW xa 110 – 150 km, cịn để truyền tải cơng suất khoảng 200 – 250 MW khoảng cách 200 – 250 km cần phải có đường dây điện áp 220 kV… Việc dùng lưới điện có điện áp cao để truyền tải điện đặt loạt vấn đề khoa học kỹ thuật mà người làm công tác ngành điện, đặc biệt lĩnh vực kỹ thuật điện cao áp kỹ thuật cách điện phải nghiên cứu giải Những trang thiết bị điện máy điện có điện áp cao phải thiết kế, chế tạo cho vừa đảm bảo yếu tố kỹ thuật, an toàn, tin cậy, tuổi thọ cao, gọn nhẹ, kinh tế… Muốn thế, mặt phần tử mang điện áp cao phải có cấu tạo hợp lý mặt phân bố điện trường, mặt khác phải đưa vào sử dụng vật liệu có khả cách điện, chịu nhiệt có độ bền ngày tốt hơn, đồng thời phải nghiên cứu biện pháp để cải thiện điều kiện làm việc chúng Trong vận hành, cách điện thiết bị máy điện không chịu tác dụng lâu dài điện áp làm việc mà cịn chịu tác dụng thời gian ngắn ngắn điện áp cao gấp nhiều lần điện áp định mức làm việc chúng, tức chịu tác dụng điện áp Quá điện áp gây nên sét đánh trực tiếp hay vùng lân cận với xung điện áp cao vào hệ thống điện Các điện áp xâm nhập vào hệ thống thường cao đến hàng triệu vơn thời gian ngắn, thường không vài trăm micro giây, q điện áp khí Q điện áp xuất thay đổi chế độ làm việc thân hệ thống điện việc đóng cắt phần tử hệ thống điện dạng cố đứt dây, chạm đất, ngắn mạch… với trị số i gấp bốn, năm lần trị số điện áp pha định mức, thời gian ngắn từ vài tram micro giây đế hàng chục giây, điện áp nội Quá điện áp, đó, nguyên nhân chủ yếu gây cố hư hỏng hệ thống điện Vì vậy, phải nghiên cứu áp dụng Những biện pháp, thiết bị để ngăn ngừa hạn chế trị số điện áp, phải xác đingj mức cách điện thiết bị theo đặc tính thiết bị bảo vệ với độ dự trữ hợp lý, tức giải tốt vấn đề phối hợp giải pháp thực cách điện Các thiết bị điện, máy điện chế atọ phải trải qua thử nghiệm nhà máy trước xuất xưởng, sau chuyên chở lắp đặt, theo tiêu chuẩn hành nhà mước, để đảm bảo tính quy định suốt thời gian vận hành phải thử nghiệm kiểm tra định kỳ, để kịp thời phát khuyết tật cách điện, xuất trình làm việc để sửa chữa thay thế, tránh cố hư hỏng làm gián đoạn cung cấp điện Đó vấn đề thử nghiệm kiểm tra phòng ngừa cho cách điện Tóm lại, nghiên cứu q trình xảy cách điện tác dụng điện áp cao dạng khác điện trường cao từ đông đến không đồng mức độ khác nhau, nghiên cứu tượng điện áp biện pháp bảo vệ chống điện áp hệ thống điện, nghiên cứu kết cấu cách điện trang thiết bị, máy điện có điện áp cao, nghiên cứu biện pháp thử nghiệm kiểm tra phòng ngừa cho cách điện đối tượng nghiêm cứu chủ yếu môn học KỸ THUẬT CAO ÁP hệ thống điện Giáo trình giảng KỸ THUẬT CAO ÁP VÀ CHỐNG SÉT dùng làm tài liệu nghiên cứu, học tập cho sinh viên ngành hệ thống điện, kỹ thuật điện dùng làm tài liệu tham khảo cho học viên sau đại học ngành chuyên môn giúp ích cho kỹ sư làm việc lĩnh vực ngành điện có liên quan đến trang thiết bị điện cao áp Những sai sót, hạn chế nhiều mặt giảng điều khó tránh khỏi Tác giả mong góp ý đồng nghiệp, góp ý người sử dụng để giáo trình hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! ii MỤC LỤC - CHƯƠNG I: CƠ SỞ VẬT LÝ CỦA HIỆN TƯỢNG PHÓNG ĐIỆN TRONG CÁC LOẠI ĐIỆN MÔI DƯỚI TÁC DỤNG CỦA ĐIỆN TRƯỜNG CAO 01 1.1 Cách điện tượng phóng điện chất khí 01 1.1.1 Đặc điểm cách điện 01 1.1.2 Điều chỉnh điện trường tác dụng lên cách điện 01 1.2 Cơ sở vật lí tượng phóng điện chất khí 02 1.2.1 Vai trò điện mơi khí cấu cách điện cao áp 02 1.2.2 Những sở vật lý chủ yếu tượng chất khí 03 1.3 Phóng điện xuyên thủng khoảng cách khí 05 1.3.1 Phóng điện điện trường đồng 05 1.3.1.1 Điều kiện phóng điện tự trì; thuyết phóng điện theo thác Townsend 05 1.3.1.2 Lý thuyết phóng điện theo dịng: 06 1.3.1.3 Điện áp phóng điện xuyên thủng (Uct) khoảng cách khí điện trường đồng – Định luật Paschen 07 1.3.2 Phóng điện điện trường không đồng 09 1.3.2.1 Độ không đồng điện trường 09 1.3.2.2 Phóng điện tự trì điện trường khơng đồng 11 1.3.2.3 Phóng diện điện trường không đồng nhất: 13 1.3.2.4 Tác dụng nâng cao điện áp phóng điện chắn điện trường không đồng nhất: 19 1.3.3 Phóng điện chất khí điện áp tác dụng có dạng xung 21 1.3.3.1 Các thành phần thời gian phóng điện 21 1.3.3.2 Đặc tính Volt – giây 25 1.4 Phóng điện vầng quang đường dây tải điện 30 1.4.1 Khái niệm chung 30 1.4.2 Vầng quang đường dây tải điện chiều: 32 1.4.3 Vầng quang đường dây tải điện xoay chiều 36 1.4.3.1 Sự di chuyển điện tích khơng gian: 36 1.4.3.2 Q trình phóng điện vầng quang pha: 38 1.5 Sét - Nguồn gốc điện áp khí 41 1.5.1 Các giai đoạn phát triển phóng điện sét 41 1.5.2 Các tham số chủ yếu sét – cường độ hoạt động sét 46 1.5.3 Biên độ dịng điện sét xác suất xuất 47 1.5.4 Độ dốc đầu sóng dịng điện sét xác suất xuất 49 1.5.5 Cường độ hoạt động sét – mật độ sét 52 i 1.5.6 Cực tính sét 52 1.5.7 Tình hình dơng sét Việt Nam 52 1.5.8 Đặc điểm phân bố dông lãnh thổ Việt Nam 53 1.5.8.1 Phân hóa mùa dông 53 1.5.8.2 Tần suất xuất dông ngày 54 1.5.8.3 Phân vùng mật độ sét Việt Nam 55 1.5.8.4 Phân bố xác suất biên độ độ dốc dòng sét Việt Nam 56 CHƯƠNG II: CÁCH ĐIỆN Ở ĐIỆN ÁP CAO 61 2.1 Các yêu cầu cách điện hệ thống điện 61 2.1.1 Những yêu cầu chung cấu tạo vật cách điện 61 2.1.2 Các loại cách điện đường dây 61 2.1.3 Cách lựa chọn số lượng đĩa cách điện khoảng khơng khí nhỏ cho phép 68 2.2 Thực cách điện cho trạm phân phối nhà máy điện 70 2.2.1 Các yêu cầu chung thử nghiệm cách điện 71 2.2.2 Vật cách điện dung trạm phân phối 72 2.3 Cách điện cáp điện ngầm cao áp 76 2.3.1 Khái niệm chung 76 2.3.2 Cáp có cách điện giấy tẩm cho điện áp 35kV 76 2.3.3 Cáp khí nén 78 2.3.4 Cáp dầu cáp dầu nén 79 2.3.5 Cáp có cách điện Polyetylen PVC 81 2.3.6 Một số loại cáp 82 2.3.7 Các phụ kiện thi công cáp ngầm 82 CHƯƠNG III: BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP CHO HỆ THỐNG ĐIỆN 3.1 Khái niệm chung 85 3.2 Xác định phạm vi bảo vệ cột thu sét – mô hình A Kopian 86 3.3 Phạm vi bảo vệ dây chống sét 92 3.4 Các yêu cầu kỹ thuật kinh tế dùng hệ thống cột thu sét để bảo vệ sét đánh thẳng cho trạm biến áp nhà máy điện 95 CHƯƠNG IV: NỐI ĐẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 119 4.1 Khái niệm chung 119 4.2 Điện trở tản nối đất tần số công nghiệp 122 4.3 Điện trở tản nối đất chống sét 127 4.4 Điện trở suất đất nhân tố ảnh hưởng 134 4.5 Các yêu cầu kinh tế kỹ thuật thiết kế hệ thống nối đất cho trạm đường dây tải điện 136 4.6 Phương pháp diện tích để tính điện trở tản lưới nối đất 138 CHƯƠNG V: BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN 145 ii 5.1 Phương pháp tổng qt để tính tốn tiêu chống sét đường dây tải điện 145 5.2 Quá điện áp cảm ứng 149 5.3 Sét đánh trực tiếp vào đường dây khơng có dây chống sét 152 5.4 Sét đánh đường dây có dây chống sét 157 CHƯƠNG VI: THIẾT BỊ CHỐNG SÉT 168 6.1 Khái niệm chung 168 6.2 Khe hở bảo vệ 169 6.3 Thiết bị chống sét kiểu ống 170 6.4 Thiết bị chống sét kiểu van (CSV) 173 6.5 Thiết bị hạn chế QĐA hay CSV khơng có khe hở 181 CHƯƠNG VII: BẢO VỆ CHỐNG SÉT TRUYỀN VÀO TRẠM PHÂN PHỐI ĐIỆN 7.1 Khái niệm 184 7.2 Biện pháp yêu cầu việc bảo vệ chống sét truyền vào trạm 184 7.3 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ trạm 188 7.4 Tham số tính tốn sóng sét truyền vào trạm cách tính tiêu chịu sét trạm 190 7.5 Điện áp cách điện trạm 192 TÀI LIỆU THAM KHẢO 203 PHỤ LỤC iii Chương CƠ SỞ VẬT LÝ CỦA HIỆN TƯỢNG PHÓNG ĐIỆN TRONG CÁC LOẠI ĐIỆN MÔI DƯỚI TÁC DỤNG CỦA ĐIỆN TRƯỜNG CAO 1.1 Cách điện ngồi tượng phóng điện chất khí 1.1.1 Đặc điểm cách điện ngồi Dây dẫn đường dây tải điện khơng, góp trạm biến áp phân phối cách ly lẫn cách ly với đất khoảng cách khơng khí túy Ngồi ra, vị trí thích hợp, phần tử mang điện (dây dẫn, góp, đầu thiết bị máy biến áp, tụ điện…) cố định nhờ vật cách điện rắn (isolator) Các khoảng cách khơng khí túy khoảng cách khơng khí men theo bề mặt cách điện rắn đó tạo thành cách điện trang thiết bị điện Như cách điện ngồi phần tử tiếp xúc trực tiếp với khí cấu cách điện trang thiết bị điện Ảnh hưởng điều kiện khí tượng đến độ bền điện cách điện ngồi phải tính đến tiến hành thử nghiệm cách điện, cụ thể phải tính đổi trị số điện áp phóng điện điều kiện thử nghiệm điều kiện chuẩn: áp suất p0 = 1,013.105 (Pa) hay 760 mmHg, nhiệt độ t0 = 200C độ ẩm tuyệt đối khơng khí H0 = 11g/m3 Khi đo điện áp phóng điện ướt bẩn ẩm bề mặt cách điện cách thức tạo mưa nhân tạo tạo lớp bẩn ẩm phải tuân theo qui phạm tương ứng Khơng khí, điện mơi chủ yếu cách điện ngồi, khơng bị già hóa, có nghĩa số trung bình độ bền điện chúng khơng giảm theo thời gian, không phụ thuộc vào chế độ làm việc trang thiết bị điện Vì khoảng cách khơng khí túy, phần tử chủ yếu cách điện ngồi, vấn đề thời gian phục vụ khơng đặt ra, cách điện trong, vấn đề phức tạp phải tính đến 1.1.2 Điều chỉnh điện trường tác dụng lên cách điện ngồi Độ bền điện khơng khí điều kiện bình thường khơng cao vào khoảng 25 – 30kV/cm khoảng cách điện cực cỡ cm, tức 10 – 30 lần nhỏ điện môi rắn Khoảng cách điện cực lớn, trường không đồng nhất, độ bền điện giảm Những khoảng cách khơng khí trang thiết bị điện áp cao siêu cao thường lớn, đến hàn nhiều mét, kích thước than điện cực (dây dẫn, góp v.v…) lựa chọn theo mật độ dòng kinh tế, theo độ bền theo tiêu khác thường không lớn, bán kính cong bề mặt điện cực vượt qua 1cm Ở điều kiện kích thước khoảng cách điện cực vậy, điện trường tác dụng lên cách điện ngồi khơng đồng nhất, làm cho việc tạo cách điện ngồi khó khăn - Trong điện trường khơng đồng có khả suất điện phóng điện vầng quang cách điện ngồi Bản thân phóng điện vầng quang không hoại làm việc trang thiết bị điện áp cao, gây thêm tổn hao lượng, ăn mòn dần phụ kiện kim loại cách điện rắn gây nhiễm mạnh thông tin vô tuyến - Độ bền điện khơng khí điện trường khơng đồng thấp: khoảng cách điện cực 1m giảm – (kV/cm), khoảng cách 10m khoảng – (kV/cm) Vì cấp điện áp cao siêu cao, kích thước giá thành trang thiết bị điện tăng nhanh áp đến giới hạn điện áp đó, khơng có biện pháp nâng cao độ bền điện cách điện ngoài, tiêu kinh tế - kỹ thuật trang thiết bị điện giảm thấp đến mức khơng chấp nhận Vì lý trên, biện pháp nhằm giảm độ không đồng điện trường tác dụng lên cách điện ngồi có ý nghĩa, giảm cơng suất tổn hao vầng quang, giảm cường độ nhiễu vô tuyến xuống giới hạn cho phép tăng điện áp phóng điện Có biện pháp chủ yếu sau: - Tăng bán kính cong bề mặt điện cực; ví dụ đường dây tải điện thuộc cấp điện áp cao siêu cao thường dùng dây dẫn có tiết diện tăng cường chùm dây dẫn phân nhỏ, dùng đai kim loại có cấu tạo hình dạng thích hợp gắng vào vật cách điện để tạo màng chắn điều chỉnh trường Loại trừ cạnh sắt phận mang điện phụ kiện kim loại - Quét lên bề mặt vật cách điện rắn vị trí thích hợp lớp sơn dẫn điện sơn bán dẫn điện giảm độ không đồng điện trường - Dùng điện cực phụ đặt thân điện môi rắn vật cách điện để điều chỉnh điện trường bề mặt 1.2 Cơ sở vật lí tượng phóng điện chất khí 1.2.1 Vai trị điện mơi khí cấu cách điện cao áp Ngồi ứng dụng làm cách điện ngồi, khơng khí số chất khí khác cịn dùng làm cách điện thiết bị điện áp cao, máy cắt, cáp điện, tụ điện v.v… Để làm nhiệm vụ cách điện chất khí phải có tính chất hóa lý sau: - Phải có độ bền điện cao kích thước cấu cách điện để kiến trúc trang thiết bị gọn nhẹ - Phải trơ mặt hóa học, nghĩa khơng gây nên phản ứng hóa học với vật liệu cách điện kim loại tiếp xúc với - Phải có nhiệt độ hóa lỏng thấp để làm việc áp suất cao, điều kiện độ bền điện chất khí cao áp suất bình thường - Đối với thiết bị máy điện tỏa nhiệt mạnh chất khí dùng làm cách điện phải có tính dẫn nhiệt tốt để điều kiện làm mát dễ dàng - Trên quan điểm an toàn, chất khí dùng làm cách điện khơng gây nổ, cháy khơng độc hại - Ngồi chất khí dùng làm cách điện phải dễ tạo rẻ tiền Ngày nhiều nước giới đưa vào sử dụng rộng rãi chất khí có độ bền điện cao SF6 (êlêga), CCl2F2 (freon), vài tính chất chúng cho bảng 1.1 đây: Bảng 1.1: Độ bền điện nhiệt độ hóa lỏng chất khí Chất khí Khơng khí Êlêga Freon Tetrachlormethan Cơng thức Độ bền điện Tương đối Nhiệt độ hóa lỏng (0C) SF6 CCl2F2 CCl4 2,5 2,5 6,3 -62 -30 +76 Êlêga giữ trạng thái khí áp suất 20 ata Freon (ata) Chỉ cần nâng áp suất lên đến 3(ata) độ bền điện chúng tương đương với chất cách điện rắn Khí Tetrachlormethan có độ bền điện cao, nhiệt độ áp suất bình thường trạng thái lỏng, ngồi khơng phải khí trơ nên ứng dụng lĩnh vực cách điện 1.2.2 Những sở vật lý chủ yếu tượng chất khí 1.2.2.1 Khái niệm vầ cấu tạo nguyên tử: Khi nghiêm cứu vấn đề kỹ thuật điện cao áp dùng mơ hình cấu tạo nguyên tử thái dương hệ, tạo thành hạt nhân mang điện tích dương điện tử mang điện tích âm chuyển động xung quanh hạt nhân theo quỹ đạo định Điện tử có khối lượng tĩnh moe = 9.10-28g mang điện tích âm q = -1,6 10-19C Hạt nhân có khối lượng tĩnh lớn gấp 1837 lần điện tử, tạo thành proton neutron Proton mang điện tích dương, điện tích điện tử trị số, cịn neutron trung tính điện Khối lượng phân tử chuyển động có khối lượng mv tăng theo tốc độ chuyển động theo quy luật mv m0 v 1 c (1.1) Trong đó: m0 - khối lượng tĩnh phần tử c - tốc độ ánh sáng, 3.108m/s Bán kính nguyên tử vào khoảng 10-8 cm, hạt nhân khoảng 10-13 cm, proton neutron khoảng 10-14 cm; Như có phần nhỏ thể tích ngun tử có chứa vật chất – hạt nhân điện tử Ở tình trạng bình thường, nguyên tử trung tính điện, có nghĩa khơng chịu tác dụng điện từ trường Tổng điện tích tồn điện tử điện tích hạt nhân trị số, số lượng điện tử proton nguyên tử số thứ tự ngun tố bảng tuần hồn Mendeleev Khối lượng nguyên tử gần tổng khối lượng proton neutron hạt nhân tương ứng với trọng lượng nguyên tử nguyên tố Sự chuyển động điện tử quỹ đạo định quanh hạt nhân thực khơng có tổn hao lượng, quỹ đạo có dự trữ động định (so với hạt nhân), gọi mức lượng Phần lượng nhận thêm hiệu mức lượng W1 quỹ đạo W2 quỹ đạo ban đầu Năng lượng điện tử phần tử không thay đổi liên tục mà gián đoạn theo lượng định gọi lượng tử (quant) Dưới dạng tổng quát, lượng tử lượng hiệu mức lượng hai quỹ đạo điện tử theo biểu thức W W h (1.2) Với - tần số dao động điện từ, đặc trưng cho lượng tử (1/s) h = 6,542.10-34 J.s – số lượng tử số Planck Tần số xạ điện từ cao lượng tử lượng lớn Vì lượng tử xạ tăng dần từ vùng đỏ dãy án sang trơng thấy sang vùng tím đến cực tím phổ ánh sang, tiếp đến vùng xạ Rowntgen, xạ cao vùng xạ vũ trụ (hình 1.1) Hình 1.1: Các giải tần xạ Năng lượng điện tử phần tử mang điện khác đo đơn vị electron – Volt (eV) Một eV lượng cung cấp lực điện trường để di chuyển phần tử mang điện, có điện tích điện tích điện tử, hai điểm điện trường có hiệu điện 1V Nếu thừa nhận điện tích điện tử đơn vị số lượng phần tử biểu thị volt 1.3 Phóng điện xun thủng khoảng cách khí 1.3.1 Phóng điện điện trường đồng 1.3.1.1 Điều kiện phóng điện tự trì, thuyết phóng điện theo thác Townsend a) Đ/v ĐD không bảo vệ DCS toàn tuyến b) Đ/v ĐD bảo vệ DCS tồn tuyến Hình 7.4: Sơ đồ nguyên lý bảo vệ trạm Điện áp dây dẫn sau chống sét ống làm việc xác định UDD=Icsơ Rcsơ Icsơ dịng điện qua CSƠ1 Rcsơ điện trở tản xung nối đất Để hạn chế trị số UDD cần phải giảm thấp trị số điện trở nối đất CSÔ1 Theo quy phạm bảo vệ chống sét cho trạm thì: Rcsơ < 10 điện trở suất đất ≤ 103 m Rcsô ≤ 15 > 103 m Bộ chống sét ống đặt cuối đường dây có nhiệm vụ bảo vệ máy cắt điện đường dây trường hợp máy trạng thái cắt mà đường dây có điện áp Trường hợp xảy ra: Khi sét đánh lần thứ vào đường dây có khả nưng gây nên ngắn mạch chạm đất Bảo vệ role làm việc mở máy cắt (MC) đường dây hở mạch Nếu sét đánh lần vào đường dây, sóng điện áp truyền đến cuối đường dây hở mạch phản xạ dương toàn phần, điện áp tăng gấp đơi xun thủng khoảng cách điện cực máy cắt, dao cách ly cách điện tụ điện thông tin (phục vụ cho thơng tin vi ba) Đường dây tình trạng hở mạch làm nhiệm vụ dự trữ cố, sét đánh vào đường dây xảy nguy hiểm Phải chỉnh định khoảng cách ngồi cho chống sét ống (CSƠ-2) khơng làm việc máy cắt đóng mạch Nếu CSƠ-2 làm việc nhầm (phóng điện máy cắt đóng mạch) đưa sóng cắt có độc dốc rât lớn vào trạm, nguy hiểm cho cách điện dọc máy biến áp, đồng thời gây nên cố ngắn mạch góp loại cố trầm trọng B) Đường dây cột thép (hoặc bê tơng cốt thép) khơng treo dây chống set tồn tuyến, ví dụ đường dây 35kV có sơ đồ bảo vệ đoạn tới trạm tương tự trường hợp trên, sóng khơng đặt CSƠ-1, biên độ sóng truyền vào giới hạn mức cách điện xung chuỗi sứ, cần giảm trị số điện trở nối đất cột tới mức cần thiết theo qui phạm 189 C) Đối với đường dây cột thép (hoặc bê tông cốt thép) bảo vệ dây chống chống tồn tuyến cần tăng mức an tồn đoạn tới trạm ằng cách giảm góc bảo vệ (bé 200) giảm trị số điện trở nối đất tới mức cần thiết (H.7.4) 7.4.Tham số tính tốn sóng sét truyền vào trạm cách tính tiêu chịu sét trạm 7.4.1 Tham số sóng truyền vào trạm Để tính tốn bảo vệ chống sét cho trạm cần phải biết dạng sóng truyền vào trạm, tức biết tham số chủ yếu nó: biên độ độ dốc đầu sóng - Biên độ sóng truyền vào trạm lấy mức cách điện xung cách điện đường dây khoảng cách tăng cường bảo vệ: Uo = U50% - Độ dốc đầu sóng chọn theo khả nguy hiểm xảy sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn với độ dốc lớn sét đánh vào cột vào dây chống sét gây phóng điện ngược tới dây dẫn Như qui ước độ dốc đầu sóng tính tốn sau: Tại nơi sét đánh, sóng có dạng nguy hiểm nhất: đầu sóng vng góc đến trạm độ dốc sóng giảm thấp tác dụng vầng quang xung trình truyền qua khoảng cách tăng cường bảo vệ Có nghĩa sau truyền qua khoảng cách trên, thời gian đầu sóng trạm (xem mục 2.6) đs BU o x c độ dốc đầu sóng: a (7.9) Uo c đs Bx đó: B – hệ số biến dạng đầu sóng tác dụng vầng quang xung, tính theo 1/kV (xem hình 2.34) Uo – biên độ sóng, U50% cách điện đường dây khoảng cách tăng cường bảo vệ, tính theo kV x – khoảng cách nơi bị sét đánh vào trạm, km c = 0,3 km/ s, tốc độ ánh sang; a – độ dốc đầu sóng, kV/ s 7.4.2 Tính tiêu chống sét trạm sóng truyền vào Giả thiết với trạm phân phối cho, xác định vị trí đặt chống sét van, tức biết khoảng cách l từ chống sét van đến thiết bị cần bảo vệ, tính tốn hay nghiên cứu mơ hình xác định độ dốc đầu sóng cho phép acp Theo biểu thức (7.9) xác định chiều dài tới hạn khoảng cách tới trạm phải tăng cường bảo vệ: xth c acp B (7.10) Nếu sét đánh khoảng cách tới hạn, sau truyền qua khoảng cách xth vào trạm, sóng bị vầng quang xung làm giảm độ dốc đầu sóng khơng cịn nguy hiểm 190 cho cách điện thiết bị trạm Còn trường hợp sét đánh làm xuất điện áp dây dẫn khoảng cách tới hạn xem nguy hiểm đưa vào trạm sóng có độ dốc vượt trị số acp, tức là: A) Nếu đường dây bảo vệ dây chống sét toàn tuyến chiều dài phần đường dây bảo vệ dây chống sét lớn xth (x>xth ), qúa điện áp nguy hiểm cho trạm xuất có sét đánh vịng qua dây chống sét vào dây dẫn có phóng điện ngược từ cột tới dây dẫn sét đánh vào cột vào dây chống sét phạm vi xth Khả xuất điện áp dây dẫn trường hợp đặc trưng năm, tương tự cách tính tốn số lần phóng điện cách điện đường dây (chương 5) sau: 4h 4h N đp 6hcs m.n.xth 10 3 v (1 v ) c v p (1 c )(v p v p lkV lkV với (7.11) hcs - độ cao treo trung bình dây chống sét, m hc- độ cao cột, m; lkV - chiều dài khoảng vượt, m m - mật độ sét trung bình khu vực đặt trạm, 1/km2.ngày sét n - số ngày sét năm khu vực đặt trạm xth- độ dài tới hạn khoảng cách tới trạm, km v - xác suất sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn v p - xác suất phóng điện chuỗi sứ sét đánh vào đỉnh cột v p - xác suất phóng điện khoảng cách khơng khí sét đánh vào dây chống sét khoảng vượt v p - xác suất phóng điện chuỗi sứ sét đánh đánh vào dây chống sét khoảng vượt B) Nếu đường dây bảo vệ dây chống sét đoạn có chiều dài x < xth trước đến trạm, số lần sét đánh nguy hiểm cho trạm ngồi số lần tính theo cơng thức (7.11) cho đoạn x, cịn phải kể đến trường hợp sét đánh vào dây dẫn đoạn xth - x: 4h 4h N đp 6hcs m.n.xth 10 v (1 v ) c v p (1 c )(v p3 v p 6hDD m.n( xth x)10 lkV lkV (7.12) hDD - độ treo cao trung bình dây dẫn đặt cao nhât (khi dây dẫn không mặt phẳng ngang) phần đường dây khơng có dây chống sét Chỉ tiêu chịu sét theo khả điện áp sóng truyền vào trạm trạm đấu với m đường dây xác định theo: 191 M (7.13) m N pai i 1 với M số năm bình quân xảy lần điện áp sóng truyền vào nguy hiểm cho cách điện trạm 7.5 Điện áp cách điện trạm Các sơ đồ bảo vệ trạm thực tế khác phức tạp Việc phân tích sơ đồ thường thực mơ hình máy tính Ở giới thiệu phương pháp phân tích sơ đồ bản, đơn giản, từ rút quy luật chung Trong trạm phân phối, số lượng chống sét van đặt có hạn nên thực tế theo hướng truyền sóng thường có phần thiết bị bảo vệ nằm trước chống sét van (ví dụ dao cách ly, máy cắt đường dây) phần nằm sau chống sét van (ví dụ MBA), tương ứng với sơ đồ hình 7.5 a,b thiết bị cần bảo vệ thay điện dung đầu vào chúng (vì khảo sát phân bố điện áp ban đầu qua trình sóng trường hợp điện áp tác dụng lên cách điện thiết bị lớn nhất) Hình 7.5: Vị trí tương đối CSV thiết bị cần bảo vệ Việc khảo sát sơ đồ đơn giản cho thấy ảnh hưởng khoảng cách chống sét van – thiết bị bảo vệ, độ dốc sóng đến điện áp tác dụng lên cách điện thiết bị bảo vệ Vì đặc tính Volt-giây Volt-Ampe chống sét van không đường thẳng nên để đơn giản dùng phương pháp đồ thị để khảo sát sơ đồ 7.5.1 Giới thiệu phương pháp đồ thị Trong sơ đồ nói trên, giả thiết đường dây đưa sóng vào trạm có tổng trở song Z1 Đoạn góp nơi đặt chống sét van thiết bị có chiều dài l, tổng trở sóng Z2 Đặc tính Volt-giây UCSV = f(t)và đặc tính volt-Ampe UCSV = f(Icsv) biết, tương ứng với chống sét van chọn Sóng tới Ut trường hợp tổng quát có dạng cho Khi chuỗi khe hở chống sét van phóng điện, theo sơ đồ thay (H.7.6b) viết phương trình cân điện áp: 2U t U csv ( U csv I csv ).Z1 Z2 (7.14) 192 biến đổi dạng: 2Z ZZ U t U csv I csv Z1 Z Z1 Z (7.15) giải phương pháp đồ thị sau: Hình 7.6: a) Sơ đồ truyền sóng vào trạm; b) Sơ đồ thay Chia mặt phẳng thành phần hệ thống trục thẳng góc Ở góc thứ I vẽ trục (U,I) góc IV vẽ trục (I,t) (H.7.7) Hình 7.7: Phương pháp đồ thị xác định Ucsv f (t ) vµ Icsv f (t ) Trong góc thứ I vẽ đặc tính Volt-giây chống sét van (Ucsv =f(t)và đường cong 2Z U t biểu diễn vế trái (7.9) Z1 Z 193 Trong góc thứ II vẽ đường thẳng Z1 Z I csv đặc tính Volt-Ampe chống sét van Z1 Z (UCSV = f(Icsv)) sau cộng tung độ hai đường cong với ta đường cong U ( I ) U csv Z1 Z I csv , đường cong biểu diễn vế phải (7.9) Z1 Z Trước khe hở chống sét van phóng điện, tức trước đường cong 2Z Ut Z1 Z cắt đặc tính Volt-giây chống sét van, đường biểu diễn điện áp điểm A trùng với đường cong 2Z 2Z U t , tức điện áp khúc xạ điểm A với hệ số khúc xạ: Z1 Z Z1 Z Khi đường cong 2Z U t cắt đặc tính Volt-giây, tức khe hở chống sét van Z1 Z phóng điện, điện áp điểm A xác định theo phương trình (7.9) Cách xác định sau: - Ứng với thời điểm t1, có điểm a1 đường cong 2Z U t (phần bên đặc tính Z1 Z Volt-giây chống sét van) Từ điểm a1 vẽ đường ngang, cắt đường cong U ( I ) U csv Z1 Z I csv điểm b1 Từ b1vẽ đường thẳng đứng cắt đặc tính Volt-Ampe Z1 Z chống sét van điểm c1 Từ c1 vẽ đường ngang, cắt đường thẳng đứng qua điểm a1 điểm d1 Điểm d1 lời giải thích phương trình (7.9): Tung độ d1 cho giá trị củaUcsv, thời điểm t1 Trong góc IV vẽ đường ngang có tung độ Icsv (hồnh độ điểm C1) cắt đường thẳng đứng qua a1 điểm i1, dòng điện qua chống sét van thời điểm t1 Cứ tiếp tục tương tự cho nhiều thời điểm khác xây dựng tồn đường cong điện áp tác dụng lên chống sét van theo thời gian Ucsv =f(t)và dòng điện qua chống sét van theo thời gian Icsv =f(t) Do đặc tính Volt-Ampe chống sét van tương đối phẳng nên điện áp dư chống sét van thực tế không đổi phạm vi rộng trị số dòng điện qua chống sét van thay đổi nhiều 7.5.2 Trường hợp chống sét van nằm sau thiết bị bảo vệ (H.7.5a) Trước tiên giả thiết bỏ qua ảnh hưởng điện dung thiết bị bảo vệ C = tổng trở sóng đoạn góp chiều dài l thiết bị chống sét van tổng trở sóng đường dâyZ1= Z2 = Z Sóng tới có dạng xiên góc Ut = at với đs U 0, / a U0,5 điện áp phóng điện xung bé cách điện đường dây có sóng truyền vào trạm 194 Hình 7.7a: Sơ đồ thay CSV làm việc Điện áp điểm A – điểm đặt thiết bị, thời điểm gồm thành phần sóng tới thành phần sóng phản xạ từ B trở Bằng phương pháp đồ thị xác định nột cách dễ dàng điện áp điểm B tức Ucsv(t) Điện áp phản xạ từ B trở xác định theo: Upx = Ucsv– Ut (H.7.8a) Hình 7.8: Dạng điện áp CSV (a) cách điện (b) Khi C = Sóng phản xạ đến điểm A sau thời gian 2 2al / v Cộng tung độ đường sóng tới điểm A sóng phản xạ từ B đến A dạng điện áp tác dụng lên cách điện thiết bị A (H.7.8b) Nếu 2 đs : trường hợp xảy thực tế, điện áp cực đại cách điện có trị số bằng: U cđ max a (t p 2 ) at p 2a.t p 2a U pđ 2a với: (7.16) tp- thời điểm phóng điện chống sét van Upđ = 2a.tp - điện áp phóng điện chống sét van Như vậy, trị số điện áp cực đại cách điện thiết bị vượt trị số điện áp phóng điện chống sét van lượng U 2a 2a.l / v , tức tỉ lệ với khoảng cách l với độ dốc đầu sóng a Nếu 2 đs : trị số cực đại điện áp tác dụng lên cách điện bằng: U cđ max a. đs at p U ,5 U pđ (7.17) 195 Trường hợp xảy sơ đồ thực tế biên độ sóng tới U 0, (bằng mức cách điện xung đường dây) nhỏ điện áp tác dụng lên cách điện trạm Hình 7.9: Điện áp CSV (a) cách điện (b) kể đến điện dung C Nếu ý đến ảnh hưởng điện dung C≠ 0 sóng qua điện dung độ dốc bị kéo dài, điện áp cực đại giảm nhiều (H.7.9), nhiên xác định gần theo biểu thức (7.10) 7.5.3 Trường hợp chống sét van nằm trước thiết bị bảo vệ (H.7.5b) Phương pháp giải đồ thị nguyên tắc tương tự trường hợp Sóng đây, chống sét van làm việc có phản xạ nhiều lần điểm A B nên cách tiến hành có phức tạp Khi chưa ý đến ảnh hưởng điện dung C = 0, sóng áp phản xạ từ B, dương tồn phần (cùng dấu biên độ sóng tới) lại đến điểm A nơi đặt chống sét van sau khoảng thời gian 2 2l / v Tại điểm A chống sét van làm việc sóng áp phản xạ từ A phía B ngược dấu (H.7.10) Tuy nhiên, đặc tính Volt-Ampe chống sét van phẳng nên điện áp tác dụng lên không thay đổi ảnh hưởng phản xạ nhiều lần Điện áp cách điện có dạng dao động xung quanh trị số điện áp dư chống sét van với chu kỳ T= 4 4l / v Điện áp cực đại cách điện có trị số bằng: U cđ max U pđ 2a (7.18) Hình 7.10: Điện áp CSV cách điện 196 Điện dung C có tác dụng, tương tự trường hợp trên, làm giảm độ dốc sóng mài nhẵn đỉnh nhọn chúng Trong tính tốn điện áp tác dụng lên cách điện, để đơn giản thay dạng sóng tác dụng lên chống sét van sóng xiên góc có độ dốc đầu sóng a điện áp cực đại điện áp dư chống sét van dịng điện xung qua trị số định mức Như thời gian đầu sóng tính tốn bằng: đs = Udư/a Thay đoạn góp chiều dài l sơ đồ thay hình với điện cảm Ltg Zl / v Z điện dung nhánh: Ctg l Z v 2 Z (7.19) Nhánh điện dung song song với chống sét van bỏ qua chống sét van làm việc điện dung nối tắt điện trở làm việc bé chống sét van Điện dung nhánh cuối xếp chồng lên điện dung C thiết bị bảo vệ (H.7.11) Hình 7.11: Thay đoạn góp sơ đồ hình П Như ta có mạch dao động L-C với tần số dao động riêng: Ltg Ct® C Ltg (C tg ) (7.20) Và chu lỳ dao động: T 2 Ltg (C Ctg ) 2 Z (C ) 2 ( Tc ) 2Z (7.21) với Tc = ZC số thời gian q trình tích điện điện dung C thiết bị Bài tốn sóng xiên góc tác dụng lên mạch dao động giải thích theo tích phân Duyhamen với kết có dạng: Khi: t p ds ds t T Uc® 2U d 1 (1 e T )e T thực tế xảy ds t t p ds Uc® 2U d / ds t T (1 e T ) (7.22) 197 Tóm lại từ việc khảo sát hai dạng sơ đồ với vị trí tương đối chống sét van thiết bị bảo vệ khác theo chiều truyền sóng rút kết luận tổng quát sau: - Về trị số: điện áp cực đại cách điện hai trường hợp tỉ lệ với độ dốc đầu sóng khoảng cách l chống sét van thiết bị bảo vệ - Về dạng sóng: chống sét van nằm sau tiết bị bảo vệ, điện áp tác dụng lên cách điện có dạng xung ngắn khoảng 1-3 s xếp chồng lên điện áp dư chống sét van Còn hống sét van nằm trước thiết bị bảo vệ điện áp tác dụng lên cách điện thiết bị có dạng dao động tắt dần quanh điện áp dư chống sét van - Tác dụng điện dung C thiết bị bảo vệ làm giảm đôi chút trị số cực đại điện áp trường hợp chống sét van nằm sau thiết bị, ngược lại làm tăng nhiều trị số điện áp cực đại cách điện trường hợp chống sét van nằm trước thiết bị, không vượt hai lần điện áp dư chống sét van - Nếu trạm đấu với n đường dây, sóng truyền theo đường dây vào trạm tổng trở sóng Z2 = Z/(n-1) song song với chống sét van, có tác dụng làm giảm điện áp tác dụng lên cách điện thiết bị trạm hai trường hợp Đó nhân tố thuận lợi việc hạn chế điện áp cho trạm Bài tập áp dụng: Ví dụ: Một trạm biến áp với sơ đồ nguyên lý hình a.1 Thành lập sơ đồ tính tốn q trình song truyền từ đường dây D2 Bỏ qua điện dung dây dẫn góp Hình a.1 Giải: Thành lập sơ đồ góp trạng thái song theo bước sau: Bước 1: Chọn điểm nút quan tâm: Các điểm nút quan tâm chọn sơ đồ là: - Nút A: Dao cách ly đường dây D2; Nút B: Thanh cái; Nút C: Máy biến áp động lực; Nút D: Chống sét van; 198 Bước 2: Thành lập sơ đồ trạng thái sóng; Trước tiên dựa vào giá trị điện dung đầu vào thiết bị phụ lục PL43 thành lập sơ đồ hình a.2 Hình a.2 Bước 3: Thành lập sơ đồ tính tốn trạng thái sóng: Các điểm nút quan tâm chọn phương pháp momen lực: a) Tại nút A B Ở đoạn có hai điện dung cần phải quy nút A B Đó C1và C2 C1a C1 27 27 500 397 pF 34 34 C2a C2 20 20 60 35 pF 34 34 C1b C1 7 500 303 pF 34 34 C2b C2 14 14 60 25 pF 34 34 b) Tại nút B C Ở giai đoạn có điện dung cần phải quy nút B C Đó C3, C4 C5: C3b C3 24 24 60 42 pF 34 34 C3c C3 10 10 60 18 pF 34 34 C4c C4 17 17 500 250 pF 34 34 C5b C5 10 10 60 18 pF 34 34 199 C5c C5 24 24 60 42 pF 34 34 c) Tại nút B D Ở đoạn có điện dung cần phải quy nút B D Đó C6, C7 C8 C6b C6 20 20 60 413 pF 30 30 C6d C6 10 10 620 207 pF 30 30 C7b C7 10 10 60 20 pF 30 30 C7d C7 20 20 60 40 pF 30 30 C8b C8 4 300 40 pF 30 30 C8d C8 26 26 300 260 pF 30 30 Như điện dung tổng nút A là: C A Ca C1a C2a C A 60 397 35 492 pF Điện dung tổng nút B là: CB Cb C1b C2b C3b C4b C5b C6b C7b C8b CB 103 25 42 250 18 413 20 40 911 pF Điện dung tổng nút C là: CC Cc C3c C4c C5c CC 1500 18 250 42 1810 pF Điện dung tổng nút D là: CD Cd C6d C7d C8d CD 207 40 260 507 pF Và sơ đồ tính tốn trạng thái sóng vẽ hình a.3 200 Hình a.3 CÂU HỎI ƠN TẬP Câu 1: u cầu bảo vệ chống sét cho trạm phân phối có khác so với u cầu bảo vệ chống sét cho đường dây tải điện, sao? Câu 2: Thiết bị để bảo vệ chống sét cho trạm phân phối gì? Các yêu cầu chung đặc tính thiết bị bảo vệ đó? Câu 3: Tác dụng đoạn đường dây tăng cường bảo vệ trước đến trạm điều kiện bảo vệ trạm Cách xác định chiều dài tới hạn khoảng cách tăng cường bảo vệ? Câu 4: Điện áp tác dụng lên cách điện cần dược bảo vệ có phải ln ln điện áp dư chống sét van khơng? Vì sao, Dịng xung qua chống sét van ảnh hưởng đến điều kiện bảo vệ nào? Câu 5: Điện áp tác dụng lên cách điện thiết bị bảo vệ chống sét van đặt trước đặt sau khác nào? Câu 6: Một trạm biến áp với sơ đồ ngun lý hình 7.B.1 Thành lập sơ đồ tính tốn q trình sóng truyền từ đường dây D1 Bỏ qua điện dung dây dẫn góp Hình 7.B.1 Câu 7: Một trạm biến áp với sơ đồ ngun lý hình 7.B.2 Thành lập sơ đồ tính tốn q trình sóng truyền từ đường dây trường hợp vận hành nguy hiểm 201 Hình 7.B.2 Câu 8: Cho trạm biến áp 110kV với sơ đồ tính tốn trạng thái sóng vẽ hình 7.B.3 Trình bày q trình tính tốn phương pháp lập bảng để xác định điện áp điểm nút quan tâm Cho biết dạng sóng điện áp sét truyền vào trạm có dạng 225 t , kV u (t ) U max , kV t T ds t T ds Hình 7.B.3 202 TÀI LIỆU THAM KHẢO - [1] Hoàng Việt, Kỹ thuật điện cao áp tập 1, Kỹ Thuật Cách Điện, Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Tp HCM, 2003 [2] Hoàng Việt Kỹ thuật điện cao áp tập 2, Quá điện áp hệ thống Điện, Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Tp HCM, 2007 [3] Hồ Văn Nhật Chương, Bài tập kỹ thuật điện cao áp, Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Tp HCM 2007, 2003 [4] By Egon F Peschke, R Von Olshausen, Cable Systems for High and Extra – High Voltage, Development, Menufacture, Testing, Installation and Operation of Cable and their Accessories, Firelli 10-1999 [5] Anjan Deb, Ph.D, P.E Electrotech Consultant, Powerline Ampacity System, Theory, Modeling, and Applications, © 2000 by CRC Press LLC [6] A E Fitzgerald, Charles Kingsley, Jr., Stephen D Umans, Electric machinery, Sixth Edition, McGraw – Hill, 2003 [7] E Kuffel - Dean Emeritus, University of Manitoba,Winnipeg, Canada W.S Zaengl Professor Emeritus, Electrical Engineering Dept, Swiss Federal Institute of Technology, Zurich, Switzerland J Kuffel - Manager of High Voltage and Current Laboratories, Ontario Hydro Technologies, Toronto, Canada High Voltage Engineering Fundamentals, Published by Butterworth-Heinemann, Second edition 2000 203 ... nơi mật độ điện tích cao, nơi có vật dẫn điện tốt nhơ lên cao mặt đất điện trường cục cao nhiều đạt đến ngưỡng ion hóa khơng khí (ở mặt đất trị số 25-30kV/cm lên cao giảm, độ cao vài km cịn khoảng... tăng cao (hình 1.11,d, đường δ) gây ion hóa mãnh liệt biến khu vực thành Plasma với mật độ điện tích cao Cứ khu vực có cường độ điện trường tăng cao ion hóa mãnh liệt (4) chuyển dịch với tốc độ cao. .. lần ion hóa va chạm giảm, số lần va chạm giảm nhanh tăng xác xuất ion hóa Cịn bên phải chữ số (s) m , tăng δs số lần ion hóa va chạm s giảm ion hóa xác xuất giảm nhanh tăng số lần va chạm Trong