Nghiên cứu và đề xuất các giải pháp giảm sự cố do sét trên đường dây 500kv pleiku – di linh (tt)

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ NGUYỄN CẢNH TOÀN NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM SỰ CỐ DO SÉT C C R UT.L TRÊN ĐƢỜNG DÂY 500KV PLEIKU - DI LINH D Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2020 Cơng trình hồn thành tại: TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS ĐOÀN ANH TUẤN Phản biện 1: TS Trịnh Trung Hiếu Phản biện 2: TS Trần Vinh Tịnh C C R UT.L D Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật điện họp trường Đại học Bách khoa vào ngày 18 tháng năm 2020 Có thể tìm hiểu luận văn tại:  Trung tâm học liệu truyền thông Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng  Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài 1.1 Tình hình cố thực tế đường dây 500kV Pleiku – Di Linh: Đường dây 500kV Pleiku – Di Linh tính từ năm 2008 đến xảy lần cố phóng điện qua chuỗi cách điện, cụ thể: - Sự cố gây phóng điện giơng sét ngày 05/6/2008 - Sự cố gây phóng điện sương mù ngày 08/02/2013 (phóng điện vị trí 132, 135 136) - Sự cố gây phóng điện sét ngày 21/4/2014 (phóng điện qua pha A vị trí 424) - Sự cố gây phóng điện sét ngày 8/8/2015 (phóng điện qua pha C vị trí 556) - Sự cố gây phóng điện sét ngày 29/8/2016 (phóng điện qua pha A vị trí 235) - Sự cố gây phóng điện sét ngày 15/3/2018 (phóng điện qua pha A vị trí 351) Như vậy, so với suất cố EVNNPT giao năm 2019 (theo Quyết định số 0158/QĐ-EVNNPT ngày 31/01/2019) 0,058/100km đường dây 500kV; Đường dây 500kV Pleiku - Di Linh mạch đơn có suất cố giao 0,18 Căn vào số lần cố thoáng qua sét thời gian qua suất cố hữu khơng đạt (Suất cố thống qua thực Đường dây 500kV Pleiku - Di Linh qua năm: 2008, 2012÷2016 2018 0,321) 1.2 Tính cấp thiết đề tài: - Sét tượng tự nhiên, khơng thể có giải pháp để tránh triệt để sét đánh vào đường dây truyền tải điện không mà nắm rõ quy luật tượng sét để từ đưa giải pháp phù hợp nhằm giảm suất cố sét đánh vào D C C R UT.L đường dây, hạn chế hư hỏng thiết bị sét - Tính chất đặc biệt đường dây 500kV điện gây điện diện rộng vùng, miền làm ảnh hưởng không nhỏ đến trình sản xuất kinh doanh sinh hoạt nhân dân Đường dây 500kV qua địa hình đồi, núi trải dài qua nhiều địa phương nên cố thường gây khó khăn cơng tác kiểm tra phát khắc phục cố - Cơng tác đảm bảo vận hành an tồn liên tục tuyến đường dây cao áp nhiệm vụ cấp thiết ngành Điện Việc nghiên cứu giảm cố sét tuyến đường dây 500kV để bổ sung thêm số giải pháp nhằm giảm thiểu suất cố cho đường dây, từ tiến hành biện pháp thực tế để kiểm nghiệm đường dây tương tự Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu sét, tượng điện áp khí quyển, sở lý thuyết để tiến hành tính toán suất cắt đường dây 500kV Pleiku – Di Linh Thơng qua đề giải pháp nhằm giảm suất cắt đường dây sét gây nhằm đảm bảo đường dây vận hành an toàn, cung cấp điện ổn định, liên tục Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu: 3.1 Đối tượng nghiên cứu: - Đường dây 500kV Pleiku - Di Linh 3.2 Phạm vi nghiên cứu: - Nghiên anh hưởng tượng điện áp khí đường dây dẫn điện khơng - Tính tốn suất cắt điện đường dây 500kV Pleiku – Di Linh - Đề xuất giải pháp giảm suất cắt điện đường dây 500kV Pleiku –Di Linh Phƣơng pháp nghiên cứu: D C C R UT.L Trên sở lý thuyết tính tốn số liệu thực tế vận hành lƣới điện để tính tốn, phân tích hiệu giải pháp đƣa dựa phần mềm Excel Ý nghĩa khoa học thực tiễn: 5.1 Ý nghĩa khoa học: - Tính toán suất cắt điện đường dây, đường dây 500kV Pleiku – Di Linh đưa giải pháp giảm suất cắt phù hợp cho đường dây thực tế - So sánh giải pháp bảo vệ chống sét để giảm suất cắt đường dây cao áp 5.2 Ý nghĩa thực tiễn: - Đề xuất giải pháp bảo vệ chống sét tốt để đường dây 500kV Pleiku – Di Linh vận hành an toàn, cung cấp điện liên tục, đảm bảo yêu cầu cung cấp điện cho phát triển kinh tế - xã hội Bố cục luận văn: Luận văn gồm chương Chương - Tổng quan sét, tượng điện áp khí tính suất cắt đường dây Chương - Ứng dụng tính suất cắt đường dây 500kV Pleiku –Di Linh Chương - Các giải pháp nhằm giảm suất cắt đường dây 500kV Pleiku – Di Linh CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ SÉT, HIỆN TƢỢNG QUÁ ĐIỆN ÁP KHÍ QUYỂN VÀ TÍNH SUẤT CẮT ĐƢỜNG DÂY 1.1 Tổng quan sét: 1.1.1 Nguồn gốc sét: 1.1.2 Các giai đoạn phát triển sét: 1.1.3 Mật độ sét giới Việt Nam: D C C R UT.L 1.1.4 Ảnh hưởng giông sét đến HTĐ Việt Nam: 1.2 Hiện tƣợng điện áp khí quyển: 1.3 Các phƣơng pháp tính suất cắt ĐD tải điện cao áp: 1.3.1 Phương pháp cổ điển: 1.3.2 Phương pháp CIGRE tính suất cắt dựa mơ hình điện hình học CHƢƠNG ỨNG DỤNG TÍNH TỐN SUẤT CẮT CHO ĐƢỜNG DÂY 500KV PLEIKU – DI LINH 2.1 Tính suất cắt ĐD 500kV Pleiku – Di Linh: 2.1.1 Giới thiệu chung ĐD 500kV Pleiku – Di Linh: Đường dây 500kV Pleiku – Di Linh đường dây 01 mạch, dài 311,7 km đưa vào vận hành từ năm 2004 Đường dây qua nhiều vùng có địa hình, địa chất khác Điện trở suất đất thay đổi nhiều dải rộng tùy vùng, mùa theo cấu trúc địa chất khu vực, có điện trở suất lớn (δ=430-2578Ωm) Giá trị điện trở tiếp địa đo đạt yêu cầu so với điều II.5.72 Quy phạm, có giá trị gần giá trị cho phép theo Quy phạm, làm hạn chế khả thoát sét Sau thời gian vận hành, tính năm gần có cố (trong có cố sét), tương đương với suất cố 0,32lần/100km.năm, yêu cầu Tổng Công ty Truyền tải điện Quốc gia đường dây 500kV suất cố (cả thoáng qua vĩnh cửu) 0,263 lần/100km.năm Như cố sét đường dây cao, gây khó khăn cho đơn vị quản lý vận hành Để kết hợp tính tốn suất cắt điện trở nối đất cột điện đường dây ta có thơng số bảng 2.2 D C C R UT.L Bảng 2.2: Các thông số riêng ĐD tính tốn suất cắt STT Các cung đoạn đƣờng dây 500kV Pleiku – Di Linh Chiều Chiều ĐTS Điện trở Khoảng dài cao cột (.m) cột TB cột TB (Km) TB Vị trí 01 đến vị trí 100 45,07 5,92 437 35 Vị trí 101 đến vị trí 213 55,59 2,35 487,7 38,5 591 Vị trí 214 đến vị trí 314 41,28 5,12 408,7 37,0 277,4 Vị trí 315 đến vị trí 415 47,36 3,70 468,9 36,5 240,1 Vị trí 416 đến vị trí 514 47,8 4,50 474,1 35,5 903,7 Vị trí 515 đến vị trí 615 45,9 5,25 441,6 37,5 595,9 Vị trí 616 đến vị trí 677 28,2 4,75 447,9 37,0 374,7 586 - Dây dẫn: Sử dụng dây dẫn 4xACSR-330/42 có đường kính d = 24,84 mm - Dây chống sét: Sử dụng 02 DCS, DCS Philox-116 có đường kính dây d = 14 mm DCS cáp quang OPGW-81 có đường kính d = 13,2 mm - Cách điện: Sử dụng cách điện loại thủy tinh Chuỗi cách điện đỡ dây dẫn ĐD16A dùng loại 26 bát cách điện F160/146DC, chiều dài chuỗi cách điện phụ kiện l = 4490 mm Chiều dài khoá đỡ dây chống sét ĐS2 phụ kiện l = 708mm - Cột: Sử dụng cột thép mạ kẽm nhúng nóng loại 01 mạch, liên kết bu lơng - Khoảng cách trung bình dây dẫn dây chống sét s = 5m - Xà: Xà cột thép chế tạo liền theo cột - Móng: Móng trụ, vị trí trụ móng - Độ võng dây dẫn fdd = 14,63 m nhiệt độ 40oC - Độ võng dây chống sét fcs = 17,05 m nhiệt độ 40 oC - Điện áp U50% = 2100 kV (theo IEC 1987) - Dây dẫn xem đồng chất D C C R UT.L - Tuyến đường dây xem hốn vị Hình 2.12: Sơ đồ cột điện tiêu biểu tính suất cắt ĐD 500kV 2.1.2 Sơ đồ khối tính tốn suất cắt ĐD 2.1.3 Kết tính tốn: C C R UT.L Bảng 2.3: Tổng hợp kết tính suất cắt ĐD theo ĐTNĐ D Các cung đoạn đƣờng dây 500kV ĐTNĐ SUẤT CẮT cột điện Đánh vòng Khoảng vƣợt Đỉnh cột Tổng cộng Vị trí 01 đến vị trí 100 5,92 0,0053 0,4355 1,3769 1,8178 Vị trí 101 đến vị trí 213 2,35 0,0061 0,5258 1,3296 1,8615 Vị trí 214 đến vị trí 314 5,12 0,0058 0,4846 1,4915 1,9819 Vị trí 315 đến vị trí 415 3,7 0,0057 0,4717 1,2663 1,7436 Vị trí 416 đến vị trí 514 4,5 0,0054 0,4472 1,2631 1,7157 Vị trí 515 đến vị trí 615 5,25 0,0059 0,4979 1,6169 2,1207 Vị trí 616 đến vị trí 677 4,75 0,0058 0,4846 1,4751 1,9655 Trung bình 4,51 0,0057 0,4782 1,403 1,887 2.2 Nhận xét: - Trị số ĐTNĐ ảnh hưởng lớn đến trị số điện áp tác dụng lên cách điện đường dây - Suất cắt đường dây sét đánh vòng qua DCS vào dây dẫn phụ thuộc  - Suất cắt đường dây cung đoạn vị trí 515 đến vị trí 615 có giá trị cao, cần tính tốn bổ sung để giảm ĐTNĐ CHƢƠNG CÁC GIẢI PHÁP NHẰM GIẢM SUẤT CẮT ĐƢỜNG DÂY 500KV PLEIKU – DI LINH 3.1 Khái qt tính tốn tiêu CS ĐD tải điện: Sét với tham số cao (biên độ, độ dốc) xuất với xác suất bé, nên không hợp lý lựa chọn cách điện ĐD thỏa mãn QĐA lớn xảy ra; mà tính tốn mức độ BVCS đường dây tiêu kinh tế kỹ thuật, nghĩa mặt làm cho số lần cắt điện ĐD sét gây giảm đến mức thấp có thể, mặt đảm bảo tính kinh tế biện pháp chống sét Việc đưa tiêu kinh tế cho BVCS đường dây vấn đề phức tạp, toán phụ thuộc nhiều yếu tố kết cấu yêu cầu cung cấp điện lưới thiết bị BVCS trạm đưa tiêu chung Trong tính tốn BVCS cho ĐD ta tính cho 01 năm với chiều dài 100km 3.2 Giải pháp giảm điện trở nối đất: 3.2.1 Khái quát nối đất hệ thống điện: 3.2.2 Điện trở nối đất 3.2.3 Thực nối đất: 3.2.4 ĐTS đất nhân tố ảnh hưởng: 3.2.5 Các phương pháp thường sử dụng để giảm ĐTNĐ 3.2.6 Các yêu cầu kinh tế - kỹ thuật thiết kế HTNĐ: 3.2.7 Tính tốn ĐTNĐ: 3.2.8 Nối đất chống sét: - Nối đất xung kích cột điện: D C C R UT.L - Đặc điểm NĐCS: - Điện trở tản xung dạng nối đất tập trung: - Xác định điện trở tản xung tổ hợp nối đất tập trung: - HTNĐ phân bố dài: 3.2.9 Giảm ĐTNĐ đường dây: Đối với lưới điện nước ta để giảm ĐTNĐ người ta thường chọn giải pháp việc bổ sung nối đất đường dây, tăng cường chiều dài cọc - nối đất Vì khơng thể đo trực tiếp điện trở tản xung nên quy định trị số điện trở tản tần số công nghiệp Căn dạng nối đất trị số dòng sét xác định trị số xung suy điện trở tản xung - ĐTNĐ cọc thẳng đứng bổ sung: - ĐTNĐ nằm ngang bổ sung: - ĐTNĐ cọc kết hợp bổ sung: 3.2.10 Áp dụng thực việc tính tốn: Sử dụng phần mềm Excel, lập file tính tốn lập sẵn cơng thức tính, nhập liệu đầu vào gồm: Độ cao cột, điện trở nối đất cột (đo được), điện trở nối đất theo yêu cầu, điện trở suất đất (đo độ sâu 1m, 5m ), chọn loại tiếp địa cần bổ sung Sau tính tốn lựa chọn phương án tối ưu lắp đặt bổ sung hệ thống tiếp địa để đạt giá trị điện trở nối đất theo yêu cầu chi phí thực thấp Trong luận văn chọn cung đoạn tiêu biểu đường dây 500kV Pleiku – Di Linh, cụ thể: Cung đoạn đường dây từ vị trí 515 đến vị trí 615 (có suất cắt cao để tính tốn) + Độ cao cột (Trung bình): 37,5m C C R UT.L D + Điện trở nối đất cột (tính trung bình): 5,25  + Điện trở nối đất theo yêu cầu: 4,75  + Điện trở suất đất (tính trung bình) (đo độ sâu 1m): Cung đoạn đường dây từ vị trí 515 đến vị trí 615: dat = 595,9 (.m) 10 - Thực việc tính tốn, kiểm tra lại suất cắt cơng thức lập file excel, ta có: ĐTNĐ cột điện 4,75 Cung đoạn đƣờng dây 500kV Vị trí 515 đến vị trí 615 Đánh vịng 0,0059 SUẤT CẮT Khoảng Đỉnh vƣợt cột 0,4979 1,6169 Tổng cộng 2,04 - Nhận xét: Ta thấy suất cắt tổng giảm 2,04 3.3 Phân tích hiệu kinh tế giải pháp giảm điện trở nối đất: 3.3.1 Thực tính tốn: TT Nội dung cơng việc A Chi phí đầu tƣ, lắp đặt Chi phí đầu tư, lắp đặt bổ sung hệ thống tiếp địa Chi phí khảo sát Chi phí nhân công để xây lắp, Nhân công: 4,0/7, 30 công (Bảng lương A1 N6 Nhóm III) Chi phí vận chuyển thủ cơng vật tư, dụng cụ thi cơng Chi phí dự phịng phát sinh Chi phí bảo trì, bảo dƣỡng Chi phí thực bảo trì, bảo dưỡng 10 năm Chi phí thiệt hại cắt điện gây Chi phí đóng điện trở lại Chi phí nhân cơng sửa chữa Chi phí thay cách điện Chi phí thay vịng bảo vệ Chi phí điện 01 lần (03 giờ) So sánh tính kinh tế lắp đặt bổ sung hệ thống tiếp địa Tổng chi phí đầu tư, bảo trì, bảo dưỡng 10 năm (A+B) Chi phí thiệt hại cắt điện gây 10 năm Chi phí tiết kiệm đƣợc 10 năm B C D - ĐVT Khối lƣợng Đơn giá (đồng) Bộ T.bộ 5.000.000 5.000.000 Công 30 213.385 6.401.550 Tấn 344.158 344.158 T.bộ 5.000.000 5.000.000 50.000.000 Năm 10 5.000.000 50.000.000 4.500.000 213.385 10.000.000 5.000.000 663.645.833 689.547.383 4.500.000 6.401.550 10.000.000 5.000.000 663.645.833 66.345.009 D C C R UT.L T.bộ Công Chuỗi Cái Lần 30 1 Thành tiền (đồng) 83.090.717 66.345.009 133.090.717 Năm 10 689.547.383 6.895.473.833 6.762.383.116 3.3.4 Nhận xét: - Trong trình quản lý vận hành ĐD 500kV khu vực Tây Nguyên hầu hết cố giơng sét gây cố thống qua 11 nên việc tính tốn thiệt hại suất cắt ĐD khó khăn Do đề tài, tác giả đưa giả thiết để tính tốn: Mỗi lần cắt điện cố giơng sét xảy cố phóng điện chuỗi sứ bắt buộc phải thay chuỗi cách điện, thiệt hại tác động máy cắt làm giảm tuổi thọ - Kết tính tốn phân tích hiệu kinh tế tài thấy rằng, tùy thuộc thơng số ĐD như: chiều dài, công suất truyền tải ĐD, loại phụ tải, ĐTS đất… mà việc tính tốn hiệu khác nhau, từ chọn giá trị ĐTNĐ cho hợp lý - Trong nhiều trường hợp, việc giảm ĐTNĐ bổ sung HTNĐ chi phí biện pháp bổ sung cọc kết hợp thấp biện pháp bổ sung khoảng từ 30-40%, kiến nghị bổ sung HTNĐ nên chọn giải pháp cọc hỗn hợp - Giải pháp giảm ĐTNĐ bổ sung HTNĐ cột điện giải pháp hiệu để giảm suất cắt ĐD 500kV khu vực miền Trung - Tây nguyên Tuy nhiên tùy thuộc vào điện trở suất đất mà bố trí bổ sung HTNĐ đến giá trị hợp lý - Để đảm bảo tính hiệu giải pháp giảm tiếp địa ĐD cần quan tâm từ giai đoạn đo đạc điện trở, lập phương án (thiết kế) việc giám sát suốt q trình triển khai thi cơng cơng trình (đảm bảo độ chơn sâu, nối hàn tiếp địa, độ đầm chặt, khoảng cách cọc, chiều dài cọc ) 3.4 Lắp chống sét van đƣờng dây: 3.4.1 Khái quát lắp CSV ĐD tải điện không: Hiện nay, nước ta lắp thử nghiệm CSV đường dây không thử nghiệm với tuyến đường dây 110kV, 220kV, chưa áp dụng thực tế đường dây 500kV Vì chưa mơ tính tốn, chứng minh hiệu ĐD 500kV nên đề tài không đề cập mặt kỹ thuật cho việc lắp CSV ĐD mà thừa nhận việc lắp CSV làm D C C R UT.L 12 giảm suất cắt đường dây Theo khuyến cáo nhà chế tạo số kinh nghiệm sử dụng chống sét van nước giới bảng 3.6 Bảng 3.6 Tiêu chí Lựa chọn vị trí lắp đặt CSV Gợi ý - Vị trí cột thường xuyên bị cố sét - Khu vực có mật độ sét cao; khu vực khó giảm điện trở tiếp địa cột; cột tháp cao; khoảng vượt lớn; khu vực có địa hình hẹp Các dạng bảo vệ - Sét đánh gây phóng điện ngược (sét đánh vào đỉnh cột dây chống sét): Lắp đặt CSV cho pha - Sét đánh trực tiếp vào dây dẫn: Lắp CSV pha bìa, pha có góc bảo vệ chống sét lớn C C R UT.L Sét đánh gây phóng điện - Thứ tự lắp đặt ưu tiên từ pha cùng, đến ngược cột 02 mạch pha giữa, cuối đến pha Sét đánh vòng qua DCS vào dây dẫn cột 02 mạch - Lắp đặt pha ngồi có góc bảo vệ lớn Phạm vi bảo vệ - Khoảng cột lớn, hiệu bảo vệ CSV giảm - Đối với khoảng vượt lớn, vị trí lắp CSV lắp 02 D đầu khoảng vượt - Tại khu vực dễ bị sét đánh, CSV nên lắp đặt cột Vận hành - Thường xuyên kiểm tra đếm số lần sét; đánh giá hiệu bảo vệ tình trạng vận hành CSV 3.4.2 Tính tốn chi phí lắp CSV: Chi phí lắp đặt chống sét van cho 01 vị trí hiệu kinh tế ước tính mang lại sau 10 năm bảng 3.7 13 Bảng 3.7 Nội dung công việc TT ĐVT Khối lƣợng Đơn giá (đồng) Thành tiền (đồng) A Chi phí đầu tƣ, lắp đặt Chi phí đầu tư, lắp đặt chống sét van Bộ 70.000.000 70.000.000 Chi phí khảo sát T.bộ 5.000.000 5.000.000 Chi phí nhân cơng để xây lắp, Nhân công: 4,0/7, 9,93 công (Bảng lương Công 9,93 213.385 2.118.913 Tấn 0,15 344.158 51.624 T.bộ 10.000.000 10.000.000 T.bộ 5.000.000 A1 N6 Nhóm III) Chi phí vận chuyển thủ công vật tư, dụng cụ thi công, chống sét van Chi phí bổ sung bảo vệ với hệ thống chống sét Chi phí dự phịng phát sinh Tổng cộng B Chi phí bảo trì, bảo dƣỡng Chi phí thực bảo trì, bảo dưỡng 10 năm tuyến Tổng cộng 5.000.000 92.170.537 DUT C C R L Năm 10 50.000.000 500.000.000 500.000.000 C Chi phí thiệt hại cắt điện gây Chi phí đóng điện trở lại T.bộ 4.500.000 Chi phí nhân cơng sửa chữa Cơng 30 213.385 6.401.550 Chi phí thay cách điện Chuỗi 10.000.000 10.000.000 Chi phí thay Vịng bảo vệ Cái 5.000.000 5.000.000 Lần 663.645.833 663.645.833 Chi phí điện 01 lần (03 giờ) D So sánh tính kinh tế lắp đặt chống sét phụ/01 khoảng cột 500m - Tổng chi phí đầu tư, bảo trì, bảo dưỡng 10 năm (A+B) - Chi phí thiệt hại cắt điện gây 10 năm Chi phí tiết kiệm đƣợc 10 năm sau lắp đặt chống sét van 689.547.383 4.500.000 592.170.537 Năm 10 689.547.383 6.895.473.833 6.303.303.297 3.5 Giảm góc bảo vệ đƣờng dây: 3.5.1 Khái quát chung: - Theo quan sát, suất cố sét đánh vào dây dẫn cao 14 góc bảo vệ ĐD 500kV tính tốn thiết kế theo quy định - DCS làm nhiệm vụ bảo vệ chống sét đánh thẳng cho dây dẫn (dây pha) chưa phải an toàn tuyệt đối mà khả sét đánh vào dây dẫn - Giảm góc bảo vệ α dẫn đến giảm khả hay xác suất sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn - Cải thiện suất cố đường dây truyền tải sét phương pháp giảm góc bảo vệ với việc áp dụng cách điện kiểu V - Giảm góc bảo vệ cột điện thực việc lắp chuỗi sứ hình chữ V Ngồi sử dụng chuỗi sứ hình chữ V cịn có tác dụng làm giảm góc dao động dây dẫn, thu hẹp khoảng cách hành lang an toàn - Quy phạm: Khoảng cách hai dây phải lớn 7m, khoảng cách dây dẫn phần không mang điện phải lớn 3,5m Chiều dài xà tính trường hợp lệch bão Theo tính tốn sơ độ lệch dao động từ 1÷2m, tùy chiều dài khoảng vượt Cách điện chữ V có độ lệch gần Có thể tính tốn cụ thể khả thi với loại kết cấu đường dây cấp điện áp khác - Theo qui phạm trang bị điện đường dây khơng cần sửa chữa có điện, để đảm bảo an toàn cho người trèo lên cột, khoảng cách từ dây dẫn phụ kiện mắc dây dẫn đến phần nối đất đường dây không dây dẫn không chao lệch không nhỏ 4,5m cấp điện áp 500kV - Để giảm suất cố sét đánh vào dây dẫn cột cần thiết kế với góc bảo vệ gần với góc bảo vệ hồn hảo Việc cần phải thực từ khâu thiết kế đường dây D C C R UT.L 15 Hầu hết cột tuyến ĐD 500kV Pleiku – Di Linh thiết kế với góc bảo vệ khoảng 20÷25 0, biện pháp thích hợp để giảm góc bảo vệ mà theo qui phạm dùng chuỗi sứ chữ V 3.5.2 Góc bảo vệ cụ thể cột tiêu biểu đường dây 500kV: - Sơ đồ góc bảo vệ α cột tiêu biểu đường dây 500kV hình 3.17 C C R UT.L D Hình 3.11: Góc bảo vệ cột tiêu biểu ĐD 500kV Pleiku – Di Linh - Sơ đồ góc bảo vệ α sau lắp bổ sung sứ V hình 3.18 Hình 3.12: Góc bảo vệ α giảm sau lắp sứ V 16 Theo hình vẽ 3.17 3.18: + Góc bảo vệ α ban đầu 20,99 0, sau lắp chuỗi sứ V góc bảo vệ cịn 9,220 + Mặt phẳng đứng dây dẫn đưa vào cột so với ban đầu là: 3425–1450=1975mm 3.5.3 Tính tốn chi phí lắp chuỗi sứ V cho 01 vị trí: - Chi tiết vật liệu bổ sung cho chuỗi cách điện kiểu V bảng 3.8 Bảng 3.8 TT 7 Tên vật tƣ Thanh xà tăng cường Cụm treo sứ Tấm mã Bu lông M24x60 Cụm bắt chuỗi đỡ Mắc nối điều chỉnh Vịng treo đầu trịn Mã hiệu Kích thƣớc (mm) L60x6 1131 Khối Số Đơn giá Thành tiền lƣợng lƣợng (đồng) (đồng) (kg) 8,3 25.000 C C R UT.L 415.000 L90x6 δ=20 408 180x190 3,38 5,37 2 25.000 25.000 169.000 268.500 CT3Ф24 600 63.000 504.000 1 150.000 150.000 96.300 192.600 1 50.000 50.000 1 250.000 250.000 1 28 210.000 100.000 5.880.000 100.000 1 150.000 150.000 1 240.000 240.000 D CT16-95A RR 520-820 P25 17002200 OTC 20 300-320 P P200C Sứ cách điện F160/146DC Mắc nối kép BSD-201 PSQV 16Khánh 45A 800-490 Vòng đẳng P460 Tổng cộng Vịng đẳng 146 8.369.100 - Chi phí đầu tư lắp bổ sung chuỗi sứ V 01 vị trí hiệu kinh tế ước tính mang lại 10 năm bảng 3.9 17 Bảng 3.9 TT A B C D E Nội dung công việc ĐVT Chi phí đầu tƣ, lắp đặt Chi phí đầu tư, lắp đặt bổ sung chuỗi sứ V (02 Chuỗi chuỗi) Chi phí khảo sát T.bộ Chi phí nhân công để xây lắp, Nhân công: Công 4,0/7, 20 công (Bảng lương A1 N6 Nhóm III) Chi phí vận chuyển thủ công vật tư, thiết bị, Tấn dụng cụ thi cơng Chi phí phát sinh T.bộ Chi phí bảo trì, bảo dƣỡng Chi phí thực bảo trì, bảo dưỡng 10 năm Năm (2 chuỗi) Chi phí thiệt hại cắt điện gây Chi phí đóng điện trở lại T.bộ Chi phí nhân cơng sửa Cơng chữa Chi phí thay cách Chuỗi điện Chi phí thay Vịng Cái bảo vệ Chi phí điện Lần 01 lần (03 giờ) So sánh tính kinh tế lắp đặt chuỗi sứ V 01 vị trí Tổng chi phí đầu tư, bảo trì, bảo dưỡng 10 năm (A+B) Chi phí thiệt hại cắt Năm điện gây 10 năm Chi phí tiết kiệm đƣợc 10 năm sau lắp đặt Khối lƣợng Đơn giá (đồng) 8.369.100 16.738.200 3.000.000 3.000.000 20 213.385 4.267.700 344.158 344.158 3.000.000 3.000.000 10.000.000 C C R L DUT Thành tiền (đồng) 27.350.058 10 1.000.000 10.000.000 698.145.833 4.500.000 4.500.000 30 500.000 15.000.000 10.000.000 10.000.000 5.000.000 5.000.000 663.645.833 663.645.833 37.350.058 10 698.145.833 6.981.458.333 6.944.108.275 18 3.6 Lắp bổ sung dây chống sét chạy bên dƣới dây dẫn: 3.6.1 Khái quát chung: Hình 3.13: Tổng trở sóng tương hỗ dây dẫn dây chống sét, minh họa cho trường hợp đường dây có dây chống sét (Z1 Z2) với dây dẫn (ZC) - Khi sét đánh vào DCS, dòng điện sét DCS tản xuống hệ thống nối đất Lấy ví dụ đơn giản ĐD gồm DCS có tổng C C R UT.L trở sóng Z1 Z2 hình 3.19 dây dẫn phía có tổng trở sóng Z C Các trị số Z 1, Z Z C tính cơng thức: Z = 60 ln(2h/r) Với h chiều cao DCS dây dẫn tương ứng với số 1, hay C Gọi tổng trở tương hỗ dây chống sét dây dẫn Z1C xác định công thức: Z 1C = 60 ln(D1C / d1C) Với D1C khoảng cách dây dẫn C ảnh DCS qua mặt đất, d1C khoảng cách dây dẫn dây chống sét Nếu có dịng điện chạy dây chống sét Ics, điện áp dây chống sét Vcs Dòng điện sinh điện từ trường xung quanh cảm ứng lên dây dẫn điện áp có trị số Vcư = K.Vcs, với K hệ số ngẫu hợp dây dẫn DCS Như vậy, có dịng điện sét chạy dây chống sét hiệu D 19 điện đặt lên cách điện tính theo công thức: U cđ = Vcs Vcư = Vcs (1-K) Khả phóng điện cách điện giảm Ucđ giảm, hay nói cách khác trị số Ucđ giảm trị số K tăng Điều đồng nghĩa với việc ta nâng cao khả chống sét đường dây cách tăng hệ số ngẫu hợp Hệ số ngẫu hợp K xác định sau: K = Z thtb / Zcstđ Với Zthtb tổng trở sóng tương hỗ trung bình, Z cstđ tổng trở sóng tương đương DCS Các giá trị Zthtb Zcstđ phụ thuộc vào số lượng DCS khoảng cách chúng đến dây pha Đối với Z thtb khoảng cách dây dẫn DCS giảm Zthtb tăng Tuy nhiên trị số bị giới hạn khoảng cách tối thiểu dây dẫn DCS theo quy phạm Vì DCS nối chung với nối với hệ thống nối đất chân cột nên số DCS nhiều trị số Z cstđ giảm, đồng nghĩa với việc hệ số ngẫu hợp K tăng Như giả sử số DCS tăng lên hay dây dây hệ số ngẫu hợp tăng lên tương ứng - Dựa nguyên tắc này, phương pháp số nước giới sử dụng để tăng cường khả chống sét ĐD treo vài DCS phía dây dẫn, dây nối với cột HTNĐ DCS bình thường mục đích khơng phải để thu hút sét mà để tăng hệ số ngẫu hợp Đồng nghĩa với việc điện áp đặt lên cách điện giảm xuống khả CS ĐD tăng lên - Lắp bổ sung dây chống sét dây dẫn khoảng cột tiêu biểu hình 3.20 D C C R UT.L 20 Hình 3.14: Sơ đồ lắp bổ sung DCS khoảng cột tiêu biểu ĐD 500kV 3.6.2 Tính tốn chi phí lắp bổ sung DCS cho 01 khoảng cột: - Chi tiết vật liệu lắp bổ sung DCS cho khoảng cột 500m bảng 3.10 Bảng 3.10 TT I 10 11 12 13 14 15 16 II Tên vật tƣ C C R UT.L Mã hiệu D Kích thƣớc (mm) Khối lƣợng (kg) Xà phụ tăng cƣờng (4 xà/ cột) Thanh xà tăng cường L90x6 7500 62,13 Thanh xà tăng cường L90x6 6970 57,74 Thanh giằng L60x4 3400 11,32 Thanh giằng L60x4 2390 7,96 Thanh giằng L60x4 1400 4,66 Thanh giằng L60x4 3682 12,26 Thanh giằng L60x4 2920 9,72 Thanh giằng L60x4 2420 8,06 Thanh giằng L60x4 2000 6,66 Thanh giằng L60x4 1340 4,46 Thanh giằng L60x4 680 2,26 Thanh giằng L60x4 2580 8,59 Thanh giằng L60x4 2300 7,66 Tấm mã δ=20 180x500 14,13 Bu lông M16x50 50 Bu lông M20x60 60 Phụ kiện néo 01 khoảng néo 500m (2 cột) DCS+DCS Dây chống sét Phlox AACSR 116 116 Chuỗi néo dây chống NS1, NS2 sét Phlox 116 Tổng cộng Số lƣợng Đơn giá (đồng) Thành tiền (đồng) 8 8 4 8 8 153 48 25.000 25.000 25.000 25.000 25.000 25.000 25.000 25.000 25.000 25.000 25.000 25.000 25.000 30.000 5.085 9.436 12.426.000 11.548.000 2.264.000 1.592.000 932.000 1.226.000 972.000 806.000 1.332.000 892.000 452.000 1.718.000 1.532.000 1.695.600 778.005 452.928 1.050 42.000 44.100.000 837.000 3.348.000 88.066.533 21 - Chi phí đầu tư lắp bổ sung DCS cho 01 khoảng cột 500m ước tính hiệu kinh tế mang lại sau 10 năm bảng 3.11 Bảng 3.11 TT Nội dung công việc A Chi phí đầu tƣ, lắp đặt Chi phí đầu tư, lắp đặt chống sét bổ sung Chi phí khảo sát Chi phí nhân cơng để xây lắp, Nhân cơng: 4,0/7, 60 cơng (Bảng lương A1 N6 Nhóm III) Chi phí vận chuyển thủ công vật tư, thiết bị, dụng cụ thi cơng Chi phí đền bù thi cơng Chi phí dự phịng Chi phí bảo trì, bảo dƣỡng Chi phí thực bảo trì, bảo dưỡng 10 năm Chi phí thiệt hại cắt điện gây Chi phí đóng điện trở lại Chi phí nhân cơng sửa chữa Chi phí thay cách điện Chi phí thay vịng bảo vệ Chi phí điện 01 lần (03 giờ) So sánh tính kinh tế lắp đặt chống sét bổ sung /01 khoảng cột 500m Chi phí bị thiệt hại cắt điện gây 01 khoảng cột 500m 10 năm Tổng chi phí đầu tư, bảo trì, bảo dưỡng 10 năm (A+B) Lợi nhuận mang lại 10 năm sau lắp đặt B C D - E ĐVT Khối lƣợng Đơn giá (đồng) T.bộ 88.066.533 88.066.533 T.bộ 10.000.000 10.000.000 Công 60 213.385 12.803.100 Tấn 344.158 1.720.790 T.bộ T.bộ 1 5.000.000 5.000.000 5.000.000 5.000.000 DU C C R T.L T.bộ 10 2.000.000 Thành tiền (đồng) 122.590.423 20.000.000 20.000.000 689.547.383 T.bộ Công Chuỗi 30 4.500.000 213.385 10.000.000 4.500.000 6.401.550 10.000.000 Cái 5.000.000 5.000.000 Lần 663.645.833 663.645.833 Năm 10 689.547.383 6.895.473.833 T.bộ 142.590.423 6.752.883.410 22 3.7 So sánh tính kinh tế giải pháp lắp chuỗi sứ V, DCS CSV - So sánh chi phí đầu tư lợi nhuận mang lại sau 10 năm bảng 3.12 Bảng 3.12 Tổng chi phí đầu tƣ, Lợi nhuận mang bảo trì, bảo dƣỡng 10 năm lại 10 năm sau lắp đặt TT Nội dung 01 Lắp chuỗi sứ V 01 vị trí 37.350.058 6.944.108.275 02 Lắp DCS bổ sung cho 01 khoảng cột 142.590.423 6.752.883.410 03 Lắp đặt chống sét van cho 01 vị trí 592.170.537 6.303.303.297 C C R UT.L - Nhận xét: Từ kết cho thấy việc đầu tư lắp bổ sung chuỗi sứ V tiết kiệm lắp bổ sung dây chống sét việc lắp chống sét van mang lại kinh tế D KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Luận văn nghiên cứu giải pháp giảm suất cắt đường dây 500kV Pleiku – Di Linh tượng dông sét gây giảm ĐTNĐ, lắp đặt chống sét van, lắp bổ sung chuỗi sứ V để giảm góc bảo vệ, lắp thêm dây chống sét để tăng hệ số ngẫu hợp Kết cho thấy: - Đối với đường dây qua khu vực đồi núi cao, mật độ giông sét lớn, thực lắp đặt chống sét van (Thực tế tuyến đường dây 500kV chưa thực việc này) - Giải pháp giảm suất cắt hiệu giảm điện trở cột cách thực nối đất bổ sung vào hệ thống nối đất có; Giải pháp Tổng Công ty Truyền tải điện Quốc gia thống 23 chủ trương PTC3 thực cho nhiều đường dây, có số tuyến đường dây 500kV - Giải pháp giảm góc bảo vệ cách bổ sung chuỗi sứ V với chi phí thấp giải pháp nên xem xét đặc biệt đường dây vào vận hành khó cải tạo phần kết cấu, mang điện - Giải pháp bổ sung dây chống sét ngẫu hợp áp dụng cho khu vực nhiều giông sét, điện trở suất đất cao khó xử lý giảm điện trở nối đất chân cột khu vực đỉnh đồi cao, vượt thung lũng xem xét lựa chọn số khoảng cột, lắp bổ sung 02 DCS từ cột sang cột khác nằm vị trí thấp dây pha DCS ngẫu hợp có tác dụng làm cho chuỗi cách điện chịu đựng điện áp thấp nên không vượt giá trị U50% chia dòng điện sét qua cột lân cận, làm giảm dịng điện sét vị trí cột bị sét đánh trực tiếp, giảm điện áp ngược tác động chuỗi cách điện Đây đề tài giúp đơn vị vận hành có sở để giảm suất cắt đường dây cao áp mang lại hiệu cao kinh tế, giảm thiệt hại suất cắt điện gây Kiến nghị: - Cần nghiên cứu thêm tính tốn suất cắt đưa giá trị điện trở cột đường dây giai đoạn thiết kế - Để nâng cao tính xác cần phải tính cụ thể cho giá trị điện trở cột khác nhau, điện trở suất đất vùng đường dây qua khác - Vì tầm quan trọng đường dây 500kV, Tổng công ty Truyền tải điện Quốc gia cần nâng cấp phiên Ứng dụng đồ sét để thực thống kê mật độ sét rà soát khoảng cột đường dây 500kV qua vùng sét với cường độ mật độ sét cao để có giải pháp giảm suất cắt cụ thể cho vị trí Hƣớng phát triển đề tài: D C C R UT.L 24 - Trên sở liệu sét (cường độ, mật độ sét) hướng tuyến theo địa qua rừng đặc dụng, di sản văn hóa,… phải giới hạn hành lang tuyến tính tốn cụ thể để bổ sung chuỗi sứ V - Khu vực nhiều giông sét, cột vượt, khó xử lý giảm điện trở nối đất … tính tốn bổ sung dây chống sét thấp dây pha - Cần nghiên cứu thêm tính tốn suất cắt đưa giá trị điện trở cột đường dây giai đoạn thiết kế D C C R UT.L ... SUẤT CẮT CHO ĐƢỜNG DÂY 500KV PLEIKU – DI LINH 2.1 Tính suất cắt ĐD 500kV Pleiku – Di Linh: 2.1.1 Giới thiệu chung ĐD 500kV Pleiku – Di Linh: Đường dây 500kV Pleiku – Di Linh đường dây 01 mạch, dài... quan sét, tượng điện áp khí tính suất cắt đường dây Chương - Ứng dụng tính suất cắt đường dây 500kV Pleiku ? ?Di Linh Chương - Các giải pháp nhằm giảm suất cắt đường dây 500kV Pleiku – Di Linh. .. cho đường dây thực tế - So sánh giải pháp bảo vệ chống sét để giảm suất cắt đường dây cao áp 5.2 Ý nghĩa thực tiễn: - Đề xuất giải pháp bảo vệ chống sét tốt để đường dây 500kV Pleiku – Di Linh