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 Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin Bảng PL2-1B - Sức điện động cảm ứng dọc thay đổi theo điện trở suất Dòng ngắn mạch (kA) Điện trở suất (Ωm) 760.07 100 200 300 400 500 600 700 800 900 169 207 230 248 261 273 283 291 299 338 414 461 496 523 546 565 582 597 507 621 691 743 784 819 848 873 896 676 827 922 991 1046 1091 1130 1164 1194 845 1034 1152 1239 1307 1364 1413 1455 1493 1013 1241 1383 1487 1569 1637 1695 1746 1791 1182 1448 1613 1735 1830 1910 1978 2037 2090 1351 1655 1844 1982 2092 2183 2260 2328 2388 1520 1862 2074 2230 2353 2456 2543 2619 2687 10 1689 2069 2305 2478 2615 2729 2825 2910 2985 11 1858 2275 2535 2726 2876 3001 3108 3201 3284 12 2027 2482 2766 2974 3138 3274 3391 3492 3583 13 2196 2689 2996 3221 3399 3547 3673 3783 3881 14 2365 2896 3227 3469 3661 3820 3956 4074 4180 15 2534 3103 3457 3717 3922 4093 4238 4365 4478 16 2702 3310 3688 3965 4184 4366 4521 4656 4777 17 2871 3517 3918 4213 4445 4638 4803 4947 5075 18 3040 3723 4149 4460 4707 4911 5086 5238 5374 19 3209 3930 4379 4708 4968 5184 5368 5529 5672 20 3378 4137 4610 4956 5230 5457 5651 5820 5971 Ghi chú: xxx : Giá trị sức điện động cảm ứng vượt giới hạn cho pheùp (430V) 1000 305 611 916 1221 1527 1832 2137 2443 2748 3053 3359 3664 3969 4274 4580 4885 5190 5496 5801 6106 PL2-4 1100 311 623 934 1246 1557 1869 2180 2492 2803 3115 3426 3738 4049 4361 4672 4984 5295 5607 5918 6230 1200 317 634 951 1268 1586 1903 2220 2537 2854 3171 3488 3805 4123 4440 4757 5074 5391 5708 6025 6342 Hệ số che chaén: 1300 322 645 967 1289 1612 1934 2256 2579 2901 3223 3546 3868 4190 4513 4835 5157 5480 5802 6124 6447 1400 327 654 982 1309 1636 1963 2290 2617 2945 3272 3599 3926 4253 4580 4908 5235 5562 5889 6216 6543 0.7 1500 332 663 995 1327 1658 1990 2322 2654 2985 3317 3649 3980 4312 4644 4975 5307 5639 5970 6302 6634 Dòng ngắn mạch (kA) Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin 760.07 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Ghi chuù: xxx 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.1 24.1293 48.2587 72.388 96.5173 120.647 144.776 168.905 193.035 217.164 241.293 265.423 289.552 313.681 337.811 361.94 386.069 410.199 434.328 458.457 482.587 Bảng PL2-1C - Sức điện động cảm ứng dọc thay đổi theo hệ số che chắn Điện trở suất: 100 Ωm Hệ số che chắn 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 48.2587 72.388 96.5173 120.647 144.776 168.905 193.035 217.164 96.5173 144.776 193.035 241.293 289.552 337.811 386.069 434.328 144.776 217.164 289.552 361.94 434.328 506.716 579.104 651.492 193.035 289.552 386.069 482.587 579.104 675.621 772.139 868.656 241.293 361.94 482.587 603.233 723.88 844.527 965.173 1085.82 289.552 434.328 579.104 723.88 868.656 1013.43 1158.21 1302.98 337.811 506.716 675.621 844.527 1013.43 1182.34 1351.24 1520.15 386.069 579.104 772.139 965.173 1158.21 1351.24 1544.28 1737.31 434.328 651.492 868.656 1085.82 1302.98 1520.15 1737.31 1954.48 482.587 723.88 965.173 1206.47 1447.76 1689.05 1930.35 2171.64 530.845 796.268 1061.69 1327.11 1592.54 1857.96 2123.38 2388.8 579.104 868.656 1158.21 1447.76 1737.31 2026.86 2316.42 2605.97 627.363 941.044 1254.73 1568.41 1882.09 2195.77 2509.45 2823.13 675.621 1013.43 1351.24 1689.05 2026.86 2364.67 2702.49 3040.3 723.88 1085.82 1447.76 1809.7 2171.64 2533.58 2895.52 3257.46 772.139 1158.21 1544.28 1930.35 2316.42 2702.49 3088.55 3474.62 820.397 1230.6 1640.79 2050.99 2461.19 2871.39 3281.59 3691.79 868.656 1302.98 1737.31 2171.64 2605.97 3040.3 3474.62 3908.95 916.915 1375.37 1833.83 2292.29 2750.74 3209.2 3667.66 4126.12 965.173 1447.76 1930.35 2412.93 2895.52 3378.11 3860.69 4343.28 : Giá trị sức điện động cảm ứng vượt giới hạn cho phép (430V) PL2-5 241.293 482.587 723.88 965.173 1206.47 1447.76 1689.05 1930.35 2171.64 2412.93 2654.23 2895.52 3136.81 3378.11 3619.4 3860.69 4101.99 4343.28 4584.57 4825.87 Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin Hình PL2-1B - Biểu đồ sức điện động cảm ứng dọc theo điện trở suất 7000 Điện trở suất 6000 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 Sức điện động (V) 5000 4000 3000 2000 1000 0 10 15 20 Dòng ngắn mạch (kA) PL2-6 25 Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin Hình PL2-1C - Biểu đồ sức điện động cảm ứng dọc theo hệ số che chắn 6000 5000 Hệ số che chắn 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Sức điện động (V) 4000 3000 2000 1000 0 10 15 20 Dòng ngắn mạch (kA) PL2-7 25 Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin PL2-2: Tính toán ảnh hưởng đường dây 500kV Đà Nẵng – Hà Tónh Thông số kỹ thuật đường dây 500kV Đà Nẵng – Hà Tónh a) Các thơng số kỹ thuật dây ACSR 636MCM sau: ∗ Mã hiệu dây (code name) : Rook ∗ Cấu trúc dây dẫn : Nhôm 24x4.14 + thép 7x2.76 ∗ Tiêu chuẩn : ASTM B 232 - USA sizes ∗ Tiết diện phần nhôm : 322.26 mm2 ∗ Tiết diện phần thép : 41.81 mm2 ∗ Tiết diện tổng : 364.07 mm2 ∗ Đường kính tồn dây : 24.84 mm ∗ Điện trở dòng DC 20oC : 0.08989 Ohm/km ∗ Lực kéo đứt không nhỏ : 10083 daN ∗ Trọng lượng dây dẫn : 1.219 kg/m b) Thông số kỹ thuật dây chống sét sau: f f Dây chống sét PHLOX 116: ∗ Cấu trúc : 18/2 + 19/2 ∗ Tiết diện tổng : 116.24 mm2 Thép : 59.69 mm2 Hợp kim nhôm : 56.55 mm2 ∗ Đường kính ngồi : 14 mm2 ∗ Khối lượng đơn vị : 624 kg/km ∗ Lực kéo đứt : 10490 daN ∗ Điện trở 200C : 0.59 ohm/km ∗ Hệ số dãn nở nhiệt : 14.2 x 10-6 (1/0C) ∗ Mođun đàn hồi :12400 kg/mm2 Dây chống sét cáp quang OPGW 80: ∗ Cấu trúc dây : AS 7x3.9 + ống nhôm chứa sợi quang ∗ Tiết diện phần AS : 97.2 mm2 ∗ Đường kính dây : 12.8 mm ∗ Điện trở dòng DC 20OC : 0.644 Ohm/km ∗ Lực kéo đứt : 8028 daN PL2-8 Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin ∗ Trọng lượng dây dẫn : 0.577 kg/m ∗ Hệ số dãn nở nhiệt : 12.9 x 10-6 (1/0C) ∗ Mođun đàn hồi : 15200 kg/mm2 c) Cấu hình cột: * Ba pha nằm ngang, treo hai dây chống sét Các số liệu đầu vào phục vụ tính sức điện động cảm ứng: - Vị trí tương đối đường dây 500kV Đà Nẵng – Hà Tónh đường dây thông tin: số liệu khảo sát cụ thể đường dây thông tin khu vực ảnh hưởng, nên tính toán tính với giá trị khác của: chiều dài đường dây thông tin, khoảng cách đường dây thông tin đường dây điện lực, sau xây dựng biểu đồ nhằm phục vụ việc tra cứu, kiểm tra - Điện trở suất đất : ρ = 100 Ω.m - Hệ số che chắn: với cấu hình hai dây chống sét, điện trở DC ~ 0.6Ω/km, theo hướng dẫn ITU chọn k = 0.8 - Tần số : f = 50 Hz - Dòng ngắn mạch : dòng ngắn mạch tính chương trình PSS/E PTI, với thông số hệ thống vào năm 2010 (xem biểu đồ trang sau) - Các thông số hình học dn , ∆ln : số liệu khảo sát trường nên tính toán tạm dùng mô hình giả định đường dây 220kV PL1-1 để nghiên cứu Sau thay đổi giá trị đầu vào như: khoảng cách trung bình hai đường dây, dòng ngắn mạch … nhằm đánh giá kết nhận qua việc lập biểu đồ Tính toán trở kháng kết nối Zn: xn = dn 4.π 10 −7 H / m 2.π 50 Hz 100 Ω.m xn = 1.99.10-3.dn Zn(xn) tính theo phương pháp Carson – Clem trình bày bảng sau: PL2-9 Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin BIỂU ĐỒ DÒNG NGẮN MẠCH PHA ĐD 500KV ĐÀ NẴNG - HÀ TĨNH 12000 Dòng ngắn mạch (A) 10000 8000 6000 Từ Đà Nẵng Từ Hà Tĩnh 4000 2000 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Chiều dài đường dây tính từ Đà Nẵng (%) PL2-10 90 100 Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin Bảng PL2-2A - Kết tính sức điện động cảm ứng phân đoạn d1 d2 dn=√d1d2 ∆ln m m m km 1-2 1400 1300 1349 0.070 2.68 59.92 55.67 0.019 10.54 2-3 1300 1030 1157 0.025 2.30 75.52 75.67 0.024 4.75 3-4 1030 650 818 0.560 1.63 117.07 151.34 0.037 164.77 4-5 650 270 419 0.305 0.83 216.18 577.33 0.068 165.71 5-6 270 90 156 0.144 0.31 389.14 4169.60 0.122 140.83 6-7 90 30 52 0.048 0.10 597.73 37526.36 0.188 72.11 7-8 30 10 17 0.016 0.03 812.55 337737.28 0.255 32.67 8-9(Cr) 6 0.033 0.01 1021.84 2814477.32 0.321 84.75 9-10 10 30 17 0.049 0.03 812.55 337737.28 0.255 100.07 10-11 30 90 52 0.147 0.10 597.73 37526.36 0.188 220.83 11-12 90 270 156 0.440 0.31 389.14 4169.60 0.122 430.32 12-13 270 530 378 0.640 0.75 232.89 708.04 0.073 374.61 14-15 650 950 786 0.300 1.56 122.42 164.08 0.038 92.30 15-16 950 1485 1188 -0.260 2.36 72.74 71.82 0.023 -47.53 16-17 1485 1485 1485 0.490 2.95 51.14 45.95 0.016 62.98 17-18 1775 2000 1884 0.250 3.74 32.86 28.54 0.010 20.64 Phân đoạn xn M1 M2 Zn En Ω/km V 1930.35 3.257 PL2-11 Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin PL2-2B - Sức điện động cảm ứng dọc thay đổi theo điện trở suất Hệ số che chắn: 0.8 Dòng ngắn mạch (kA) Điện trở suất (Ωm) 1930.35 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Ghi chuù: xxx 100 193 386 579 772 965 1158 1351 1544 1737 1930 2123 2316 2509 2702 2896 3089 3282 3475 3668 3861 200 236 473 709 946 1182 1418 1655 1891 2128 2364 2600 2837 3073 3310 3546 3783 4019 4255 4492 4728 300 263 527 790 1054 1317 1581 1844 2107 2371 2634 2898 3161 3424 3688 3951 4215 4478 4742 5005 5268 400 283 566 850 1133 1416 1699 1982 2266 2549 2832 3115 3398 3682 3965 4248 4531 4814 5098 5381 5664 500 299 598 897 1195 1494 1793 2092 2391 2690 2989 3287 3586 3885 4184 4483 4782 5081 5379 5678 5977 600 312 624 935 1247 1559 1871 2183 2495 2806 3118 3430 3742 4054 4366 4677 4989 5301 5613 5925 6237 700 323 646 969 1292 1615 1937 2260 2583 2906 3229 3552 3875 4198 4521 4844 5167 5490 5812 6135 6458 800 333 665 998 1330 1663 1996 2328 2661 2993 3326 3659 3991 4324 4656 4989 5322 5654 5987 6319 6652 900 341 682 1024 1365 1706 2047 2388 2730 3071 3412 3753 4094 4436 4777 5118 5459 5800 6142 6483 6824 1000 349 698 1047 1396 1745 2094 2443 2792 3140 3489 3838 4187 4536 4885 5234 5583 5932 6281 6630 6979 1100 356 712 1068 1424 1780 2136 2492 2848 3204 3560 3916 4272 4628 4984 5340 5696 6052 6408 6763 7119 : Giá trị sức điện động cảm ứng vượt giới hạn cho phép (430V) PL2-12 1200 362 725 1087 1450 1812 2175 2537 2899 3262 3624 3987 4349 4711 5074 5436 5799 6161 6524 6886 7248 1300 368 737 1105 1474 1842 2210 2579 2947 3315 3684 4052 4421 4789 5157 5526 5894 6262 6631 6999 7368 1400 374 748 1122 1496 1870 2243 2617 2991 3365 3739 4113 4487 4861 5235 5609 5983 6356 6730 7104 7478 1500 379 758 1137 1516 1895 2274 2654 3033 3412 3791 4170 4549 4928 5307 5686 6065 6444 6823 7202 7582 Dòng ngắn mạch (kA) Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin PL2-2C - Sức điện động cảm ứng dọc thay đổi theo khoảng cách hai đường dây Điện trở suất: 100 Thay đổi khoảng cách trung bình hai đường daây 1% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 140% 160% 180% 894.894 417.738 314.754 258.213 220.523 193.035 171.898 155.058 141.289 129.798 1789.79 835.476 629.509 516.427 441.045 386.069 343.796 310.117 282.577 259.597 2684.68 1253.21 944.263 774.64 661.568 579.104 515.694 465.175 423.866 389.395 3579.58 1670.95 1259.02 1032.85 882.09 772.139 687.592 620.233 565.155 519.193 4474.47 2088.69 1573.77 1291.07 1102.61 965.173 859.491 775.291 706.443 648.992 5369.37 2506.43 1888.53 1549.28 1323.14 1158.21 1031.39 930.35 847.732 778.79 6264.26 2924.17 2203.28 1807.49 1543.66 1351.24 1203.29 1085.41 989.021 908.588 7159.15 3341.9 2518.03 2065.71 1764.18 1544.28 1375.18 1240.47 1130.31 1038.39 8054.05 3759.64 2832.79 2323.92 1984.7 1737.31 1547.08 1395.52 1271.6 1168.19 8948.94 4177.38 3147.54 2582.13 2205.23 1930.35 1718.98 1550.58 1412.89 1297.98 9843.84 4595.12 3462.3 2840.35 2425.75 2123.38 1890.88 1705.64 1554.18 1427.78 10738.7 5012.85 3777.05 3098.56 2646.27 2316.42 2062.78 1860.7 1695.46 1557.58 11633.6 5430.59 4091.81 3356.77 2866.79 2509.45 2234.68 2015.76 1836.75 1687.38 12528.5 5848.33 4406.56 3614.99 3087.32 2702.49 2406.57 2170.82 1978.04 1817.18 13423.4 6266.07 4721.31 3873.2 3307.84 2895.52 2578.47 2325.87 2119.33 1946.98 14318.3 6683.81 5036.07 4131.41 3528.36 3088.55 2750.37 2480.93 2260.62 2076.77 15213.2 7101.54 5350.82 4389.63 3748.88 3281.59 2922.27 2635.99 2401.91 2206.57 16108.1 7519.28 5665.58 4647.84 3969.41 3474.62 3094.17 2791.05 2543.2 2336.37 17003 7937.02 5980.33 4906.05 4189.93 3667.66 3266.06 2946.11 2684.49 2466.17 17897.9 8354.76 6295.09 5164.27 4410.45 3860.69 3437.96 3101.17 2825.77 2595.97 1930.35 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Ghi chú: xxx : Giá trị sức điện động cảm ứng vượt giới hạn cho phép (430V) PL2-13 Ωm 200% 120.047 240.094 360.141 480.188 600.235 720.282 840.33 960.377 1080.42 1200.47 1320.52 1440.56 1560.61 1680.66 1800.71 1920.75 2040.8 2160.85 2280.89 2400.94 Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin Hình PL2-2B: Biểu đồ sức điện động cảm ứng dọc theo điện trở suất 8000 Điện trở suất 7000 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 Sức điện động (V) 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 10 15 20 Dòng ngắn mạch (kA) PL2-14 25 Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin Hình PL2-2C: Biểu đồ sức điện động cảm ứng dọc khoảng cách hai đường dây 20000 Sức điện động (V) 18000 16000 Thay đổi khoảng cách 14000 1% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 140% 160% 180% 200% 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 10 15 20 Dịng ngắn mạch (kA) PL2-15 25 Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin Phụ lục 3: CÁC BẢNG TRA CỨU DÙNG CHO TÍNH TOÁN KIỂM TRA SƠ BỘ Bảng PL3-1: Trị số gần điện trở suất đất (Nguồn: ITU) Loại đất Điện trở suất (Ω.m) Vóa than; Vóa khoáng đến Đất sét bồi tích đến 20 Đất sét; đất sét có vôi 20 đến 100 Thạch anh; đá vôi, sa thạch 100 đến 1000 Đá nguyên granite thủy; đá phiến; 1000 đến 10 000 Bảng PL3-2: Trị số gần hệ số che chắn tần số (Nguồn: ITU) Hệ số che chắn Dây chống sét ĐD cao Hệ số che chắn a) Một dây chống sét b) Hai dây chống sét - Điện trở DC < 0.1 Ω/km 0.55 - 0.70 0.40 - 0.50 - Điện trở DC < 0.5 Ω/km 0.65 – 0.75 0.65 – 0.75 - Điện trở DC < 1.0 Ω/km 0.80 – 0.90 0.80 – 0.90 Cáp cao - 30-70kV, 240mm2 - 110-150kV, 240mm2 - 275kV, 600mm2 - 400kV, 1000mm2 Cáp thông tin - D = 20 mm - D = 40 mm a) Cáp vỏ bọc chì 0.20 – 0.40 0.15 – 0.30 0.10 – 0.25 < 0.2 a) Cáp vỏ bọc chì 0.85 – 0.95 0.6 – 0.15 b) Cáp vỏ bọc nhôm 0.10 – 0.20 0.07 – 0.15 0.04 – 0.10 < 0.05 b) Cáp vỏ bọc nhôm 0.2 – 0.6 0.1 – 0.4 PL3-1 Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin Bảng PL3-3: Các giá trị cảm ứng cho phép (Nguồn: ITU) Đường dây gây cảm ứng Đường điện lực Điều kiện xem xét dây Chạm đất Đường dây cảm ứng Đại lượng tính toán Giá trị cho phép ĐD TT không Sức điện động 430 V (r.m.s) cáp ngầm không dọc có MBA phân đoạn GDT hai đầu Cáp ngầm Sức điện động 60% điện áp thử nghiệm DC MBA phân đoạn dọc 85% giá trị hiệu GDT hai đầu dụng điện áp thử nghiệm AC Đường điện lực dây Chế độ bình ĐDTT không Sức điện động 60 V (r.m.s) thường ngầm dọc 150 V (r.m.s) t/h đặc biệt có cảnh báo NM điện Chạm đất TBA có trung tính nối đất trực tiếp qua trở kháng nhỏ ĐDTT không Tăng đất ngầm vào trạm 430V PL3-2 Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin TÀI LIỆU THAM KHẢO (theo thứ tự ABC): [1] Directives Concerning The Protection Of Telecommunication Lines Against Harmful Effects From Electric Power And Electrified Railway Lines, ITU, 1999 [2] Định hướng phát triển hệ thống viễn thông điện lực đến 2020 [3] Giáo Trình An Toàn Điện, Nguyễn Đình Thắng, 2004 [4] High-Voltage Engineering, Theory and Practice, Mazen Abdel-Salam, Second Edition [5] Mạng Truyền Thông Công Nghiệp, Hoàng Minh Sơn, 2001 [6] Mạch Điện, Phạm Thị Cư – Trương Trọng Tuấn Mỹ – Lê Minh Cường, 1994 [7] Qui phạm Việt Nam 12-78, Quy định tạm thời phòng chống ảnh hưởng đường dây điện lực đường dây thông tin truyền tín hiệu đường sắt [8] Trường Điện Từ, Ngô Nhật nh –Trương Trọng Tuấn Mỹ, 2000 [9] Tiêu chuẩn ngành Viễn Thông TCN 68-141:1996, Tiếp đất cho công trình viễn thông [10] Tiêu chuẩn ngành Viễn Thông TCN 68-161:1996, Phòng chống ảnh hưởng đường dây điện lực đến hệ thống thông tin [11] Tiêu chuẩn ngành Viễn Thông TCN 68-167:1997, Thiết bị chống áp, dòng ảnh hưởng đường dây tải điện [12] Tiêu chuẩn ngành Viễn Thông TCN 68-174:1998, Qui phạm chông sét tiếp đất cho công trình viễn thông [13] Tiêu chuẩn ngành Điện 11 TCN 18:1984, Hệ thống đường đường dẫn điện [14] Tiêu chuẩn ngành Điện 11 TCN 19:1984, Thiết bị phân phối trạm biến áp [15] Transmission Line Reference Book – 345kV and Above – Electric Power Reseach Institute [16] Xaây Dựng Các Qui Định Bảo Vệ Cáp, Đường Dây Thông Tin, Viện Khoa học Bưu điện, 2003 … số tài liệu thu thập qua Internet ... 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. .. Nghiên cứu ảnh hưởng đường dây điện lực lên đường dây thông tin Đường dây điện lực Đường dây thông tin a) Đường dây điện lực thẳng Đường dây điện lực Đường dây thông tin b) Đường dây điện lực gãy khúc... điện dẫn hai đường dây 1.3 CÁC ẢNH HƯỞNG CỦA ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN LỰC LÊN ĐƯỜNG DÂY THÔNG TIN 1.3.1 Ảnh hưởng tuyến đường dây điện lực Các đường dây điện lực gần cáp thông tin gây ảnh hưởng nhiễu ảnh