z là hằng số đối vớ iI và a nên có thể tính được: 2 Upd(tị) U]y
V Trong đó :
Trong đó :
+ lkv: là chiều dài khoảng vượt
+v = c. Ị3 với: c là tốc độ ánh sáng ;
7vqcs cs
2
Hình ( 2 - 13 ): Sơ đồ tương đương mạch đẫn dòng sét khi chưa có sóng phản xạ tới
Trong sơ đồ dòng sét được coi như một nguồn dòng, còn thành phần từ của điện áp cảm ứng trên dây chống sét như một nguồn áp.
(t) = 0,2.h + H Ah H
Trong đó:
+hcs: độ cao dây chống sét; hdd: độ treo cao của dây dẫn ; hc: độ cao của cột.
+H = Kd + K '■>
.% + a.Mcs(t) + 2is. Trong đó:
L
ds
Đố ÁN TỐT NGHIỆP Kỹ thuật điện cao áp
+Ah = hc - hdd;
+p : tốc độ phóng điện ngược tương đối của dòng sét. Theo sách hướng dẫn thiết kế kỹ thuật điện cao áp ta có p = 0,3.
Khi tính cho dây chống sét ta chỉ việc thay hdd bởi hcs
rtd: Bán kính tương đương của dây tiếp địa từ cột xuống cọc nối đất chính là dây dẫn dòng sét trong thân cột.
Từ sơ đồ thay thế dây chống sét được biểu thị bởi tổng trở sóng của dây chống sét, có xét đến ảnh hưởng của vầng quang. Từ sơ đồ hình ( 2 - 13 ) ta viết hệ phương trình như sau:
(2-38 )
2
Giải hệ phương trình nàyđược kết quả là:yvq Z$.t-2Mcs(t)-=^
dic _ a.z£>
dt Z^+2.RC
Tổng trở sóng của dây chống sét Zcs được xác định bởi:
(2 - 40 )
Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41 Trang 68
Kỹ thuật điện cao áp ĐỔ ÁN TỐT NGHIỆP
r , V.t + H Ah H
( \0,l.h^,.a ). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
A/(v.t + Ah).(v.t + H)
hA p (l + Ị3)2.hc.VAh.H
Điện áp giáng trên dây chống sét Ucs(t) =ics (t).Zcs
b! Trườns hơp 2: Khi có sóng phản xạ từ cột hên trở về: t > 2ỉkv / v:
Trường hợp này tính chính xác phải áp dụng phương pháp đặc tĩnh, ở đây để đơn giản ta tĩnh gần đúng tức là có thể thay dây chống sét bằng điện cảm tập
hcL
2
R cs
Hình 2-14: Sơ đồ tương đương mạch dẫn dòng điện khi có sóng phản xạ tới
Lcs : là điện cảm của một khoảng vượt dây chống sét khong kể đến ảnh hưởng của vầng quang.
Trong đó: + Zocs: là tổng trở sóng của dây chống sét không kể đến ảnh hưởng của vầng quang .
+ lkv: chiều dài khoảng vượt + c : tốc độ ánh sáng c =300/ps CS 2i (t) Mcs=(t)] 2L_(| _ CSe-a2.t } --- ± csl 2R
Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41 Trang 69
Đố ÁN TỐT NGHIỆP Kỹ thuật điện cao áp
2R
2.4.1.2-Tkành phần điện cua điện áp cấm ứng.
Khi không có dây chống sét: ư?u(t) =.a (v.t + h cv W(v.t + Ah).(v.t + H) p .VÃhlĩ Khi có dây chống sét: Ucu(t) = U^u.0(t). h‘ d d )
Với K là hệ số ngẫu hợp giữa dây dẫn với dây chống sét.
2.4.1.3- Thành phần từ của điên áp cảm ứnọ:
Độ dốc của dòng sét a = (dic/dt) có thể coi là một hằng số đối với mỗi dòng điện sét. Do đó để tính thành phần từ của điện áp cảm ứng ta phải xác định Mdd(t).
ln---■—7- - -—— .ln——+ 1 (2-46) (1 + P).H 2hdd Ah
(t) = 0,2hdd
2.4.1.4- Xác đinh suất phóng điên V-g:
Từ các giá trị điện áp giáng trên chuỗi cách điện và từ đặc tuyến vôn - giây của chuỗi sứ ta có các giá trị thời gian xảy ra phóng điện (tị). Biên độ dòng điện sét nguy hiểm sẽ là: Ij = ẫị. tj
Vpd = ỊVIi.AVaj (2-47)
i = l
Suất cắt do sét đánh vào đỉnh cột: nc = Vpđ. Nc .r|
2.4.2- Trình tư tính toán.
Số lần sét đánh vào đỉnh cột hoặc lân cận đỉnh cột.
Nc =N/2 = 96/2 = 48 lần /lOOkm.năm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41 Trang 70
Đố ÁN TỐT NGHIỆP______________________________Kỹ thuật điện cao áp
Đế xác định V đ ta phải xác định điện áp đặt trên chuỗi cách điện khi sét đánh vào đỉnh cột hoặc lân cận đỉnh cột.
Rc = 20Q
Lcdd= L0.hdd = 0,6.12 = 7,2pH với L0 là điện cảm đơn vị dài thân cột.
V = Ị3.C = 0,3.300 = 90 m/ps là vận tốc phóng điện ngược của dòng điện sét (theo sách hướng dẫn thiết kế kỹ thuật điện cao áp ta có ị3 = 0,3 ; c là vận tốc ánh sáng c = 300m/ps).
U|V vận tốc trung bình của đường dây. U]v =2,^l10 = 57,17kV
71. V 3
Các thành phần còn lại của điện áp trong công thức ( 2 - 36 ) đều phụ thuộc vào độ dốc a, thời gian t và độ cao của dây dẫn.
2.
4.Ì 7 . 7- ĩ)ịện áịj giáng iiỉần <~-huôi crácrh điện cua pha jA.
aí Thành phần điên của điên áp cảm ứng:
Jcs ^ • c
Trong đó:
+Hệ số ngẫu hợp khi có ảnh hưởng của vầng quang pha A : KA_csvq = 0,257 (đã tính ở 2.1.3.3 ). + Ks=K =16,2m ; hdd = hddA = 12m. (2 - 48) Ah = hcs - hdd =16,2 - 12 = 4,2m. p = 0,3 ;lấy a = 10 ; t = 3ps. Ta có bảng (2 - 4 )
bì Thành phần từ của điên áy cảm ứngi
Ucu (t) = L dt di,
Ngô Gia Phùng - HTĐ.K41 Trang 71
Kỹ thuật điện cao áp ĐỐ ÁN TỐT NGHIỆP Lcdd = Lo-hddA =7,2|UH Áp dụng công thức ( 2 - 46 ) ta có: (t) = 0,2.12. 90.3 + 28,2 4,2 28,2 + 1 = 8,95 (1 + 0,3).28,2 2.12
a =dis/dt: độ dốc đầu sóng của sét
dic/dt: tốc độ biến thiên của dòng điện đi trong thân cột có xét tới sự thay đổi
MỊMi
s.Rs+Lc
cs.^ + Mcs(t).~c
Lccs = Lu. hcs = 9,72pH - Ta phải tìm ic và dic/dt trong hai trường họp:
+ Trường hơp 1: Trước khi có sóng phản xạ từ cột lân cận về đó là khoảng thời gian t < 2.1kv /c (lkv = 150m là chiều dài khoảng vượt). t< 2.150 /300 =1 ps. a CS(0- a.z 3 __ c_ _ ... .. . _Z3+2.RC
Nhận xét: Khi R; a; t thay đổi thì ic (t) và dic /dt thay đổi.
+ Trường hợp 2: Khi có sóng sét phản xạ từ cột lân cận trở về : Đó là thời gian t > 2.1kv hay t > 2.150 /300 = 1 ps.
-2Mcs(t)] .(1_ ~"
a2-t (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Và:
c - =0,144
0,3 (1 + 0.3)2.16,2.74,2.28,2 Kỹ thuật điện cao áp
ĐỔ ÁN TỐT NGHIỆP
dic _ a.[Lcs -2Mcs(t)] __
Trong đó:
2.20
I +2.ĩcs 257,19 + 2.9,72
Viết lại biểu thức điện áp trên chuỗi cách điện:
Với dis / dt = a ta có : Ucs(t) = icRc+L(t)dd^ Ta có: Ucd(t) = icRc(l-K) + ^+(Ldd-K.Lc cs) + a.(Mdd(t) + K.Mcs(t) + Ud u(t) + U Với K là hệ số ngẫu hợp của pha A với dây chống sét có kể đến ảnh hưởng
của vầng quang KA_csvq = 0,254 Thay số vào ta có: Ucd(t) = icRc(l-0,257)+ ^(7,2-0,257.9,72) + dt (2-51) a.|Mdd(t) + 0,257.Mcs(t)| + Ud u(t) +57,17