Cho nãn, âäúi våïi âæåìng dáy cao aïp vaì siãu cao aïp (U>35kV), caïch âiãûn âæåüc choün theo âiãöu kiãûn quaï âiãûn aïp näüi bäü vaì kãút håüp caïc biãûn phaïp khaïc âãø giaím âãún [r]
(1)Chæång 11
CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI CÁCH ĐIỆN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN I Những yêu cầu chung cấu tạo vật cách điện:
- Phải có độ bền đủ lớn chịu đựng dạng tải trọng xuất trình vận hành
- Các vật liệu cách điện cấu cách điện trang thiết bị điện: mặt phải chịu tác dụng lâu dài điện áp làm việc lớn cho phép, mặt khác phải chịu tác dụng điện áptrong thời gian ngắn, phần lớn trị số điện áp khí điện áp nội
II Các đặc tính điện vật liệu cách điện:
Để thoả mãn yêu cầu trên, đồng thời ý đến ảnh hưởng điều kiện khí hậu Cách điện phải có đặc tính điện cho đáp ứng tác dụng chúng q trình vận hành
2.1 Đặc tính điện: quan hệ điện áp phóng điện bề mặt chiều dài phóng điện Trị số điện áp phóng điện bề mặt trị số điện áp bé xảy phóng điện dọc bề mặt điện mơi
2.1.1 Điện áp phóng điện tần số công nghiệp:
- Với cách điện làm việc nhà: cần xác định trị số điện áp phóng điện bề mặt
trong điều kiện bề mặt khơ Trị số tính gần theo công thức sau: Umk =
Emk.lk
- Với cách điện làm việc trời:cần xác định trị số điện áp phóng điện bề mặt điều kiện bề mặt bị ướt
Trong thử nghiệm này, điện áp tác dụng lên vật liệu cách điện nâng cao đặn đạt trị số qui định tiêu chuẩn sau giảm đặn Nếu cách điện khơng bị phóng điện bề mặt, không bị hư hỏng đạt yêu cầu
2.1.2 Điện áp thử nghiệm xung:
- Khả chịu tác dụng điện áp khí biểu thị đường đặc tính V_S Tuy nhiên, thực tế cách điện ngoài, để đánh giá độ bền xung cần U0,5 sóng xung tồn phần sóng cắt
Phương pháp thử nghiệm: Cho tác dụng dạng sóng xung tiêu chẩn tồn sóng lần, xung 2µs5 lần cực tính Nếu cách điện chịu đựng thoả mãn yêu cầu
2.2 Đặc tính cơ:
Độ bền vật liệu cách điện lựa chọn theo điều kiện làm việc chúng Đối với cách điện treo đường dây phải xác định độ bền chịu kéo, cách điện đỡ cách điện xuyên phải xác định độ bền chịu uốn Đối với phần lớn vật liệu cách điện, đặc tính chủ yếu độ bền đảm bảo, tức tải trọng kéo uốn nhỏ gây hư hỏng hồn tồn hư hỏng phận điều kiện tải trọng tăng dần
(2)thời với việc tăng dần tải trọng cơ, cho điện áp tác dụng 75÷80% điện áp phóng điện khơ Khi xuất rạn nứt cách điện bị phóng điện xun thủng Tải trọng thí nghiệm gọi độ bền điện cách điện Trị số ghi rõ mã hiệu cách điện treo Tải trọng cho phép cách điện treo lấy nửa tải trọng điện
III Điều kiện để lựa chọn mức cách điện hệ thống
Mức cách điện hệ thống chọn theo điều kiện sau: -Điện áp làm việc lâu dài lớn cho phép
-Quá điện áp nội -Quá điện áp khí
3.1 Điện áp làm việc lớn nhất:
Trong HTD để đảm bảo điện áp làm việc cho hộ tiêu thụ xa, trường hợp tải điện áp phải chọn cao điện áp định mức từ (5÷20)% tuỳ cấp điện áp - Đối với hệ thống có điểm trung tính cách điện nối đất qua cuộn dập hồ quang, xảy cố chạm đất cách điện phải chịu tác dụng điện áp dây nên điện áp làm việc lớn nhất: Ulvmax= (1,15÷1,2).Uđm
- Đối với hệ thống có điểm trung tính nối đất trực tiếp: dịng chạm đất lớn nên bảo vệ cắt nhanh phần tử bị cố nên điện áp làm việc lớn cách điện:
Ulvmax= (1,05÷1,15).Uâm
Dưới cho trị số điện áp lớn cho phép tương ứng với cấp điện áp khác Uđm
Điện áp làm việc
lớn cho phép 10 35 20 110 150 220 330 500
Trung tính cách điện Trung tính nối đất trực tiếp
Ulvmax (kV) 3,5 6,9 11,5 40,5 23 126 172 252 363 525
Upmax=
3
max lv
U 2,0 4,0 6,65 23,4 13,3 72,8 100 146 210 304
3.2 Quá điện áp nội bộ:
Nguyên nhân gây áp nội bộ: Do thay đổi chế độ làm việc hệ thống điện, làm cho hệ thống chuyển từ trạng thái ổn định sang trạng thái ổn định khác
Bản chất điện áp nội bộ: phân bố lại lượng điện trường từ trường kho lượng thơng qua số q trình q độ, từ gây nên điện áp
Điện áp định mức cao trị số điện áp lớn Do đó, trị số q điện áp tính theo cơng thức:
Uqanb =k.Upmax
Trong đó: Upmax:trị số điện áp pha lớn k hệ số điện áp, trị số phụ thuộc vào :
(3)0,1 0,2 0,5
1
2
1 10 MV
+Điện áp làm việc: điện áp cao k lớn so sánh nguyên nhân gây áp nội
+Phương thức vận hành điểm trung tính: chế độ trung tính nối đất ln có trị số k bé trung tính cách đất
Khi tính tốn lựa chọn cách điện HTĐ theo q điện áp phải dựa vào trị số kcp xác định theo quan điểm kinh tế -kĩ thuật.Ở trị số điện áp cao kcp bé Trị số kcp cho bảng sau:
Thông số Trung tính cách điện Trung tính nối đất trực tiếp
Uâm (KV) 3÷10 15÷20 35 110/220 330 500 750 1150
Ulvmax/Uâm 1,2 1,2 1,15 1,15 1,1 1,05 1,05 1,05
kcp 4,5 4,0 3,5 3,0 2,7 2,5 2,1 1,8
3.3 Quá điện áp khí
3.3.1 Đối với việc lựa chọn cách điện đường dây
Quá điện áp khí xảy sét đánh vào dây dẫn gần dây dẫn gây cảm ứng đường dây Trong đó, nguy hiểm trường hợp sét đánh trực tiếp vào dây dẫn, gây điện áp lớn cách điện
đường dây
Theo quan trắc thống kê, xác suất xuất điện áp khí đường dây cho hình vẽ:
Qua hình vẽ ta thấy, gần 70% sét đánh vào đường dây gây nên điện áp 1MV, mà đa số gây nguy hiểm đến cách điện đường dây.Do đó, ta chọn cách điện theo điều kiện điện áp khí không thoả mãn kinh tế kĩ
thuật Cho nên, đường dây cao áp siêu cao áp (U>35kV), cách điện chọn theo điều kiện điện áp nội kết hợp biện pháp khác để giảm đến mức tác hại điện áp khí quyển, tuỳ thuộc vào cấp điện áp
(4)Với cấp siêu cao áp, điện áp nội có trị số gần tương đương trị số điện áp khí quyển, nên theo quan điểm chọn cách điện cần chọn cách điện theo điện áp nội mà không cần kết hợp biện pháp treo DCS
3.3.2 Đối với cách điện trạm:
Do lan truyền sóng điện áp từ đường dây vào trạm có sóng sét đường dây Cách điện trạm chịu tác dụng điện áp lớn tương tự đường dây Sự cố xảy trạm tương đương ngắn mạch gần nguồn nên cố trầm trọng Do đó, chọn cách điện trạm theo trị số không thoả mãn kinh tế -kĩ thuật Như phải chọn cách điện theo điện áp nội đồng thời kết hợp biện pháp bảo vệ chống sóng truyền vào trạm CSV, khe hở phóng điện, CS ống đường dây, tăng cường bảo vệ đoạn tới trạm Khi đó, cách điện trạm phải thoả mãn yêu cầu:
+ Độ bền xung cách điện trạm phải cao trị số điện áp dư chống sét
van (20÷25)%