Khi sét đánh thẳng vào đƣờng dây hoặc đánh xuống mặt đất gần đƣờng dây gây nên quá điện áp khí quyển tác dụng lên cách điện hệ thống. Những sóng xuất hiện bởi sét đánh vào đƣờng dây hoặc gần đƣờng dây không gây ra phóng điện mà truyền vào trạm sẽ gây ra nguy hiểm đối với các thiết bị.
Trong trạm biến áp có những thiết bị rất quan trọng, giá thành cao, cách điện của các thiết bị này lại rất yếu. Vì vậy bảo vệ quá điện áp do sét đánh từ đƣờng dây truyền vào trạm có yêu cầu rất cao.
Để bảo vệ chống sóng truyền vào trạm ngƣời ta dùng chống sét ống, chống sét van tăng cƣờng bảo vệ cho đoạn đƣờng dây gần trạm, sử dụng đƣờng dây cáp, tụ điện, kháng điện…
Mức cách điện xung kích của trạm đƣợc chọn theo trị số điện áp dƣ của chống sét van và có chiều hƣớng ngày càng giảm thấp do chất lƣợng của chống sét van ngày càng đƣợc nâng cao. Bởi vậy mức cách điện của trạm không phụ thuộc vào mức cách điện của đƣờng dây mà còn thấp hơn nhiều. Quá điện áp do sét đánh thẳng vào dây chống sét sẽ gây phóng điện ngƣợc tới dây dẫn hoặc dƣới hình thức cảm ứng khi có sét đánh gần đƣờng dây sẽ lan truyền từ khu vực bị sét đánh vào trạm. Trong quá trình đó, nếu còn giữ trị số quá điện áp lớn hơn mức cách điện của đƣờng đây thì nó sẽ gây nên phóng điện (nghĩa là biên độ của quá điện áp giảm dần tới mức điện áp xung kích của
đƣờng dây U50%). Để đảm bảo điều kiện làm việc bình thƣờng của chống sét van ta cần
hạn chế dòng qua chống sét van, và dòng qua chống sét van phải nằm trong phạm vi
cho phép của nó 510kA. Dòng điện sét quá lớn có thể phá hỏng chống sét van.
Việc tính toán quá điện áp do sóng truyền vào trạm có thể đƣợc thực hiện trên các mô hình hoặc tính toán trực tiếp nhờ quy tắc Petersen và nguyên lý sóng đẳng trị. Dùng phƣơng pháp mô hình thì có thể cho phép xác định đƣợc đƣờng cong tính toán nguy hiểm cho bất kỳ một trạm có kết cấu phức tạp. Nó giải quyết đƣợc vấn đề bảo vệ trạm một cách chính xác nhanh chóng.
Phƣơng pháp tính toán trực tiếp phức tạp hơn phƣơng pháp mô hình và chỉ dùng khi trạm có kết cấu đơn giản. Cơ sở của phƣơng pháp tính toán trực tiếp là lập sơ đồ thay thế, dựa trên quy tắc sóng đẳng trị, sử dụng sơ đồ Petersen và phƣơng pháp lập bảng của các sóng tới để lần lƣợt tính toán trị số điện áp tại các nút chính, trên cơ sở coi rằng khi có một sóng tới truyền đến một nút thì tại nút đó sẽ có sóng phản xạ và sóng khúc xạ.
SVTH: Lê Ngọc Cƣờng – Lớp: Đ4H2 90
có thể coi quá trình truyền sóng là không biến dạng. Sóng đƣợc truyền đi với tốc độ không đổi v trên đƣờng dây nên nếu có một sóng từ nút m nào đó tới nút x, tại nút m sóng có dạng Umx(t), thì khi tới x sóng sẽ có dạng Umx' (t)Umx(tt) với
v l t .
Hình 5.1 Quá trình truyền sóng giữa hai nút.
Việc xác định sóng khúc xạ và sóng phản xạ tại một nút dễ dàng giải thích đƣợc nhờ quy tắc Petersen và quy tắc sóng đẳng trị.