Nghiên cứu ảnh hưởng của đường dây điện lực lên đường dây thông tin

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TẠ QUỐC DŨNG ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN LỰC LÊN ĐƯỜNG DÂY THÔNG TIN LUẬN VĂN CAO HỌC CHUYÊN NGÀNH: MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN NĂM 2004 Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU Lời cảm ơn Báo cáo tóm tắt Phần I ẢNH HƯỞNG CỦA ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN LỰC LÊN ĐƯỜNG DÂY THÔNG TIN Chương ẢNH HƯỞNG CỦA ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN LỰC LÊN ĐƯỜNG DÂY THÔNG TIN .1-1 1.1 Tổng quan đường dây thông tin 1-1 1.1.1 Phân loại cáp thông tin 1-1 1.1.2 Kết cấu dây dẫn 1-2 1.1.3 Điện môi dùng cho cáp thông tin 1-3 1.2 Sự kết nối điện từ đường dây điện lực đường dây thông tin 1-5 1.2.1 Kết nối điện dẫn 1-6 1.2.2 Kết nối điện dung 1-6 1.2.3 Kết nối điện cảm 1-7 1.2.4 nh hưởng kết nối hỗn hợp 1-7 1.3 Các ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin 1-8 1.3.1 Ảnh hưởng tuyến đường dây điện lực 1-8 1.3.2 Ảnh hưởng tăng đất NM điện, TBA cột điện cao 1-8 1.4 Mức ảnh hưởng cho phép 1-9 1.4.1 nh hưởng nguy hiểm 1-9 1.4.2 Aûnh hưởng nhiễu quy đổi (nhiễu tạp âm kế) 1-11 Phần II TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG Chương PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOAÙN 2-1 2.1 Tổng quát 2-1 2.2 Các quy ước 2-3 2.2.1 Vuøng ảnh hưởng 2-3 2.2.2 Chiều dài tính toán đoạn gần 2-4 2.2.3 Đoạn tuyến không song song 2-5 2.2.4 Đoạn tuyến giao chéo 2-6 2.3 Các phương pháp tính toán 2-7 2.3.1 Phương pháp ước tính (đánh giá sơ bộ): 2-7 2.3.2 Phương pháp đơn giản hóa (đường daây hai daây) 2-8 2.3.3 Phương pháp xác (sử dụng mạch đầy đủ) 2-8 2.3.4 Lựa chọn phương pháp thích hợp 2-10 2.4 Các thông số để đánh giá sơ 2-11 Mục lục ii Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin 2.4.2 2.4.3 2.5 Chương 3.1 3.1.1 3.1.2 3.2 Chương 4.1 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5 4.1.6 4.1.7 4.1.8 4.1.9 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 Chương 5.1 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.2 5.2.1 5.2.2 5.3 Chương 6.1 6.2 6.2.1 Mục luïc 2.4.1 .Dòng điện gây cảm ứng I 2-11 Trở kháng kết nối Z 2-13 Hệ số che chắn k 2-14 Tính toán điện áp dòng điện cảm ứng trường hợp thực tế 2-14 KẾT NỐI ĐIỆN DUNG .3-1 Tổng quát 3-1 Caùc thích giả thiết 3-1 Các ký hiệu sử dụng 3-2 Phương pháp sử dụng hệ số kết nối 3-4 TÍNH TOÁN KẾT NỐI ĐIỆN CẢM 4-1 Trở kháng trở kháng tương hỗ 4-1 Tổng quát 4-1 Caùc trường hợp sở đặc biệt 4-1 Các ký hiệu đơn vị 4-2 Các biểu thức trở kháng riêng trở kháng tương hỗ 4-7 Trường hợp x nhỏ 4-8 Biểu thức dạng đa thức 4-14 Caùc công thức ảnh phức 4-15 Biểu thức dạng chuỗi 4-17 Lựa chọn công thức thích hợp 4-18 Trở kháng tương hỗ trường hợp ba pha cân 4-19 Tổng quát 4-19 Hệ thống pha cân 4-19 Caùc thành phần cân hệ thống pha không đối xứng 4-20 Hiệu che chắn dây dẫn nối đất 4-24 Tổng quát 4-24 Dây dẫn dài nối đất liên tục 4-29 Daây che chắn nối đất đầu cuối 4-44 Dòng (hệ số) che chắn với hiệu ứng đầu cuối 4-46 Hiệu ứng che chắn dây dẫn 4-65 TÍNH TOÁN KẾT NỐI ĐIỆN DẪN 5-1 Tổng quát 5-1 Kết nối điện dẫn - Tăng ñaát (GPR) 5-1 Các giả thiết tính chất điện đất 5-2 Các ký hieäu: 5-3 Đánh giá gia tăng đất 5-3 GPR điện cực 5-3 Vuøng GPR 5-6 Khu vực xuất khả nguy hiểm 5-9 TÍNH TOÁN ĐIỆN ÁP VÀ DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG 6-1 Tổng quát 6-1 Ước tính đường dây ngắn 6-1 Sức điện động cảm ứng dọc 6-1 iii Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin 6.2.2 Tính điện áp dòng điện 6-4 6.2.3 Giới hạn chiều dài để áp dụng khái niệm đường dây ngắn 6-12 6.3 Các phương pháp 6-14 6.3.1 Phân loại phương pháp tính toán 6-14 6.3.2 Phương pháp đường dây hai dây 6-15 6.3.3 Phương pháp đường dây nhiều daây 6-24 Phần III CÁC BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG ẢNH HƯỞNG Chương CÁC BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG ẢNH HƯỞNG CỦA ĐDĐL LÊN ĐDTT 7-1 7.1 Phía ngành thông tin 7-1 7.1.1 Tăng khoảng cách đường dây thông tin đường dây điện lực 7-1 7.1.2 Thay đoạn cáp thông tin cáp có che chắn tốt 7-1 7.1.3 Sử dụng cáp quang 7-1 7.1.4 Sử dụng dây che chắn 7-1 7.1.5 Sử dụng thiết bị bảo vệ 7-2 7.1.6 Caùc biện pháp để tránh ảnh hưởng tượng tăng đất 7-4 7.2 Phía đường dây điện lực 7-4 Phần IV KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ Chương KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ 8-1 8.1 Keát luaän 8-1 8.2 Đánh giá 8-1 Phần V PHỤ LỤC Phụ lục 1: QUI TRÌNH TÍNH TOÁN DẠNG LƯU ĐỒ PL1-1 Phụ lục 2: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN MỘT SỐ ĐƯỜNG DÂY TIÊU BIỂU PL2-1 PL2-1: Tính toán cho đường dây 220kV giả định: PL2-1 PL2-2: Tính toán ảnh hưởng đường dây 500kV Đà Nẵng – Hà Tónh PL2-8 Phụ lục 3: CÁC BẢNG TRA CỨU DÙNG CHO TÍNH TOÁN KIỂM TRA SƠ BỘ PL3-1 Tài liệu tham khảo Mục lục iv Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin PHẦN MỞ ĐẦU Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn Quý Thầy, Cô trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, Khoa Sau đại học, Khoa Điện – Điện tử, Bộ môn Hệ thống điện Đặc biệt em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến TS Dương Vũ Văn tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em suốt thời gian thực luận án Đồng thời em xin cảm ơn anh, chị chuyên gia Viện Khoa học Bưu điện tận tình hỗ trợ, cung cấp tài liệu chuyên ngành cần thiết cho luận án; Ban Giám Đốc Công ty Tư vấn Xây dựng điện 2, Phòng Ban Công ty, đặc biệt Phòng Đường Dây Công ty tạo nhiều thuận lợi cho em hoàn thành luận án TP Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 11 năm 2004 Tạ Quốc Dũng Phần mở đầu i Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin BÁO CÁO TÓM TẮT A ĐẶT VẤN ĐỀ Để thuận tiện cho việc thi công quản lý vận hành, đường dây điện lực thông tin thường thiết kế gần dọc tuyến đường giao thông Do chúng gần xảy tượng cảm ứng từ đường dây điện sang đường dây thông tin, gây nguy hiểm cho người vận hành bảo dưỡng, làm hư hỏng thiết bị nhiễu tín hiệu thông tin Vấn đề cảm ứng từ đường dây điện lực sang đường dây thông tin quan tâm từ lâu Tại Việt Nam ngành Viễn Thông có qui định vấn đề này, chủ yếu qui định khoảng cách an toàn đường dây điện lực đường dây thông tin điện kiện khác Đối với ngành Điện, chưa có qui trình tính toán qui chuẩn vấn đề này, có qui định khoảng cách an toàn hai đường dây, không qui định mức độ cảm ứng cụ thể để kiểm tra, đánh giá Trong đó, an toàn cho người, thiết bị xác thông tin ngày đòi hỏi khắc khe Do đó, dù vấn đề cảm ứng không mới, xếp toán cảm ứng cách có hệ thống nhằm xây dựng qui trình tính toán ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin cần thiết Mặt khác, qui phạm ngành điện Việt Nam rà soát hiệu chỉnh (do xuất nhiều bất cập trình áp dụng để phù hợp với tình hình phát triển khoa học công nghệ nay), việc cập nhật thêm yêu cầu, tính toán ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin cần thiết Từ thực trạng nêu trên, đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin” lựa chọn để thực B TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI Đề tài bao gồm nội dung sau: Phần I: Ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin Nghiên cứu tổng quát đường dây thông tin: Nhằm phục vụ cho nghiên cứu chi tiết tượng cảm ứng đường dây thông tin, phần trình bày sơ lược đường dây thông tin, bao gồm: loại cáp thông tin, cấu tạo, vật liệu chế tạo cáp Phần mở đầu ii Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin Sự kết nối điện từ đường dây điện lực đường dây thông tin: Có ba loại kết nối điện từ đường dây điện lực đường dây thông tin là: kết nối điện dung, kết nối điện cảm kết nối điện dẫn Mỗi loại kết nối tham gia vào tượng cảm ứng từ đường dây điện lực lên đường dây thông tin Mỗi loại kết nối nghiên cứu chi tiết chương riêng phần II Các loại ảnh hưởng đường dây điện lực gây nên số qui định mức độ ảnh hưởng cho phép: Có hai loại ảnh hưởng là: ảnh hưởng nguy hiểm ảnh hưởng nhiễu Trong đó, ảnh hưởng nguy hiểm bao gồm: nguy hiểm cho người vận hành sửa chữa đường dây thông tin nguy hiểm cho thiết bị thông tin; ảnh hưởng nhiễu làm giảm chất lượng sai lệch tín hiệu thông tin Liên quan đến mức độ ảnh hưởng cho phép, phần giới thiệu giá trị cho phép điện áp cảm ứng, dòng điện cảm ứng, …do Tổ chức viễn thông quốc tế ITU đề nghị, để làm sở kiểm tra, đánh giá mức độ ảnh hưởng Phần II: Tính toán thông số ảnh hưởng Các qui ước phương pháp đánh giá sơ (ước tính): Trình bày số qui ước dùng tính toán như: vùng ảnh hưởng (ứng với loại kết nối), chiều dài tính toán đoạn gần, trường hợp song song, trường hợp giao chéo … Trong phần này, trình bày phương pháp đánh giá sơ dùng thực tế nhằm tính toán sơ mức độ ảnh hưởng Kết nối điện dung: Kết nối đặc trưng cho cảm ứng điện, xảy điện dung tương hỗ hai đường dây Kết nối điện cảm: Kết nối đặc trưng cho cảm ứng từ, xảy hỗ cảm L hai đường dây Kết nối tác nhân chủ yếu gây cảm ứng từ đường dây điện lực sang đường dây thông tin Kết nối không xảy dây thông tin dây điện lực, mà xảy hai loại dây với dây thứ ba, thường loại dây nối đất dây chống sét, vỏ cáp điện lực, vỏ cáp thông tin …tạo nên hiệu ứng gọi hiệu ứng che chắn, làm giảm ảnh hưởng từ đường dây điện lực lên đường dây thông tin Vì nội dung tìm hiểu chi tiết Kết nối điện dẫn: Khác với hai loại kết nối trên, kết nối xảy tiếp xúc vật lý hai đường dây Trong thực tế xảy hệ thống nối đất đường dây điện lực đường dây thông tin không cách ly với Nghiên cứu phương pháp tính toán xác điện áp dòng điện cảm ứng: Trên sở kết tính toán loại kết nối, điện áp dòng điện xác định phương pháp xác Trong đó, phương pháp phân thành hai phương pháp là: phương pháp đường dây hai dây (đơn giản hóa, xấp xỉ) phương pháp đường dây nhiều dây (chính xác) Tuy nhiên phương pháp nhiều dây phức tạp có ý nghóa mặt lý thuyết, phương pháp đường Phần mở đầu iii Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin dây hai dây phương pháp ước tính ITU khuyến nghị sử dụng tính toán thực tế khối lượng tính toán không lớn kết xác Phần III: Các biện pháp phòng chống ảnh hưởng Các biện pháp phòng chống ảnh hưởng: Khi kết tính toán mức độ ảnh hưởng vượt giá trị cho phép, phải có biện phòng chống để bảo vệ cho đường dây thông tin Các biện pháp thực từ hai phía đường dây thông tin đường dây điện lực Trong phía đường dây thông tin cần đặt thiết bị bảo vệ chống áp, dòng sử dụng cáp với vỏ cáp có tính che chắn tốt …, phía đường dây điện lực cần có biện pháp làm giảm đối xứng chế độ làm việc bình thường (đảo pha), hạn chế dòng ngắn mạch chạm đất … Phần IV: Kết luận đánh giá Phần V: Phụ lục Trong phần trình gồm: - Các lưu đồ thể qui trình tính toán cho loại kết nối: dùng để lựa chọn phương pháp tính toán tùy theo yêu cầu liệu đầu vào, phương tiện tính toán độ xác cần thiết kết - Một số tính toán áp dụng, lập biểu đồ phục vụ tra cứu nhanh: Trên sở lý thuyết phần tính toán mô hình đường dây giả định, sau cho giá trị đầu vào thay dổi nhằm đánh giá kết nhận - Trích số bảng biểu tổ chức viễn thông quốc tế ITU để phục vụ công tác tra cứu tính toán C PHẠM VI NGHIÊN CỨU VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Sự xác chất lượng thông tin yếu tố quan trọng thời đại thông tin ngày Trong an toàn lại đòi hỏi ngày khắc khe Vì việc xây dựng qui trình tính toán ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin cần thiết Đề tài bước khởi đầu cho việc làm Với mục đích nêu trên, đề tài cố gắng tìm hiểu trải rộng để có nhìn tổng quát loại ảnh hưởng, mức độ ảnh hưởng loại, biện pháp phòng chống … nhằm xếp thành qui trình tính toán Ngoài ra, với mục đích áp dụng thực tế công tác, cụ thể công tác thiết kế đường dây truyền tải, đề tài tập trung vào số tính toán đơn giản hóa, phù hợp với điều kiện thực tế (về liệu đầu vào, công cụ tính toán …) Việt Nam Về mặt lý thuyết, đề tài làm tài liệu tham khảo trình cập nhật, hiệu chỉnh qui phạm ngành điện ngành viễn thông Về mặt ứng Phần mở đầu iv Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin dụng, đề tài cập nhật phương pháp tính toán cho kỹ sư quản lý vận hành, kỹ sư thiết kế, đặc biệt kỹ sư thiết kế đường dây tải điện Ngoài đề tài có ý nghóa khác liên quan vấn đề mang tính thời khó khăn công tác đền bù giải phóng mặt Việc áp dụng phương pháp tính toán đề tài nhằm xác định xác hành lang an toàn đường dây điện lực đường dây thông tin đảm bảo an toàn mà tiết kiệm diện tích chiếm đất hành lang, giảm chi phí cho ngành điện nói riêng cho xã hội nói chung Tuy nhiên, với khối lượng nghiên cứu lớn, thời gian kiến thức có hạn, nên chắn đề tài nhiều thiếu sót cần hiệu chỉnh bổ sung để hoàn thiện Phần mở đầu v ... I ẢNH HƯỞNG CỦA ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN LỰC LÊN ĐƯỜNG DÂY THÔNG TIN Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin Chương ẢNH HƯỞNG CỦA ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN LỰC LÊN ĐƯỜNG DÂY THÔNG TIN. .. tài: Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin PL1-8 Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin Phụ lục 2: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN MỘT SỐ ĐƯỜNG DÂY... tài: Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU Lời cảm ơn Báo cáo tóm tắt Phần I ẢNH HƯỞNG CỦA ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN LỰC LÊN ĐƯỜNG DÂY THÔNG TIN Chương ẢNH HƯỞNG