CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN SÓNG TRUYỀN TỪ ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN 220kV VÀO TRẠM BIẾN ÁP
5.13: Xác định điện áp trên điện dung (phương pháp tiếp tuyến)
Thực chất phương pháp này là giải đồ thị bằng phương trình vi phân dạng:
) (t F dt ay
dy
Xét với điện dung ở cuối đường dây và giả thiết điện dung được nạp sẵn tới điện áp Uco. Ta có sơ đồ Petersen như hình sau:
Hình 5-4 Sơ đồ thay thế etsersen xác định điện áp trên điện dung Từ sơ đồ Peterxen ta có:
2U tt( )i Z Uc. c 2 t( ) . .dUc c
U t Z C U
dt Đặt T = Zđt.C là hằng số thời gian nạp mạch.
1 2
. ( )
c
c t
dU U U t
dt T T (2 ( ) ).1
c
t c
U U t U
t T
(2 ( ) ).
c c
U Ut t U t T
( ) ( )
c c c
U t t U t U
Thường chọn các khoảng Δt đều nhau nhưng có độ chính xác cần thiết làm sao cho các khoảng phân chia Δt trùng với các điểm đặc biệt.
Zc Zdt
U(t)
x
Zc Zdt
2Udt
x Uc
SVTH: Đỗ Trọng Huynh – Lớp D4H3 Trang 93 5.1.4: Xác định điện áp và dòng điện trên chống sét van.
1, Đặc tính của chống sét van.
Việc tính toán chống sóng truyền vào trạm chính là việc tính toán để lựa chọn chống sét van. Chống sét van được chia làm hai loại là chống sét van có khe hở và chống sét van không khe hở. Ta chọn loại chống sét van không khe hở bởi vì nó có nhiều ưu diểm hơn so với loại chống sét van có khe hở.
Xét đặc tính V-A của chống sét van được viết dưới dạng:
UCSV A.i
Khi cho α các giá trị khác nhau, ta vẽ được đồ thị như sau:
Hình 5-5 Đặc tính V-A của chống sét van
Hệ số phi tuyến của chống sét van SiC biến thiên trong phạm vi 0,18÷0,24 còn hệ số phi tuyến của chống sét van ZnO biến thiên trong phạm vi 0,02÷0,03 như trên Hình 5-5.
Miền II ứng với miền làm việc của chống sét van có dòng điện I ≥ 1kA. Khi đó điện áp dư của loại chống sét van có điện trở phi tuyến làm bằng ZnO thấp hơn loại chống sét van có điện trở phi tuyến làm bằng SiC. Như vậy nếu sử dụng loại chống sét van dùng điện trở phi tuyến làm bằng ZnO sẽ có độ an toàn cao hơn (do điện áp dư thấp thì khả năng nguy hiểm đến các thiết bị khác trong trạm giảm xuống) và do đó làm giảm thấp mức cách điện xung kích trong trạm.
I II
U, kV
α=1
α=0,2 α=0,02
α=0
1 I, kA
SVTH: Đỗ Trọng Huynh – Lớp D4H3 Trang 94
Miền I ứng với khi không có quá điện áp, dòng điện rò trên điện trở ZnO rất bé so dòng rò trên điện trở SiC và bé đến mức có thể nối trực tiếp loại điện trở này vào lưới điện mà không cần dao cách ly bằng khe hở như chống sét van cổ điển (dùng điện trở phi tuyến SiC).
2, Xác định điện áp và dòng điện trên chống sét van.
Sơ đồ Petersen xác định điện áp trên chống sét van như sau:
Hình 5-6 Sơ đồ thay thế Petersen cho chống sét van Từ sơ đồ thay thế, ta có phương trình:
dt dt CSV CSV
2U Z .i A.i
Trong đó: A=485 và =0,025 (đặc tính của chống sét van ABB).
Mặt khác, ta đã biết đặc tính V-A của chống sét van:UCSV f (iCSV)A.iCSV nên ta vẽ được đồ thị Hình 5-7.
Vì UCSV (t) và ICSV (t) phụ thuộc hoàn toàn vào đặc tính V-S của chống sét van nên ta có cách tính UCSV (t) và ICSV (t) theo phương pháp đồ thị như sau:
- Phần bên phải vẽ đường đặc tính V-A: UCSV=f(iCSV) và điện áp giáng trên tổng trở Ztd là Ztd.iCSV, sau đó xây dựng đường cong UCSV +Ztd.iCSV bằng phương pháp cộng đồ thị tương ứng với một giá trị iCSV nào đó.
- Phần bên trái ta vẽ quan hệ 2Utd (t). Ứng với bất kỳ một sóng nào đó ta đều xác định được một điểm a nào đó trên đường 2Utd (t), từ điểm a ta dóng sang bên phải song song với trục OI, gặp đường cong UCSV+Ztd.iCSV ở điểm b, từ điểm b ta dóng xuống song song với trục OU, gặp đường UCSV tại điểm c, từ điểm c ta dóng song song với trục Ot gặp đường dóng thẳng từ điểm a xuống song song với OU tại d, d chính là giá trị UCSV (t) ứng với giá trị 2Utd (t) tại điểm a. Từ c ta tiếp tục dóng
U1 Zx
U2
ZCSV 2Udt
Zdt
ZCSV UCSV
SVTH: Đỗ Trọng Huynh – Lớp D4H3 Trang 95 thẳng xuống trục OI cắt trục OI tại g, từ g ta chuyển sang toạ độ ICSV (t) ta có điểm h (với Oh=Og). Từ h ta dóng song song với Ot và gặp đường dóng thẳng từ a xuống tại e, e chính là giá trị ICSV (t) ứng với giá trị 2Utd (t) tại điểm a. Thay đổi nhiều giá trị a khác nhau và làm theo cách tương tự ta có đường cong đặc tính UCSV(t) và ICSV(t).