Trong phần này ta sẽ tính toán các chỉ tiêu bảo vệ chống sét đường dây, trên cơ sở đó xác định được các phương hướng và biện pháp để giảm số lần cắt điện của đường dây cần bảo vệ.
3. 2. 1. Cường độ hoạt động của sét:
Số ngày sét: Cường độ hoạt động của sét được biểu thị bằng số ngày có giông sét hàng năm (nng. s). Các số liệu này được xác định theo số liệu quan trắc ở các đài trạm khí tượng phân bố trên lãnh thổ từng nước.
Mật độ sé t: Để tính toán số lần có phóng điện xuống đất cần biết về số lần có sét đánh trên diện tích 1km2 mặt đất ứng với một ngày sét, nó có trị số khoảng ms = 0,1 0,15 lần/km2. ngày sét. Từ đó sẽ tính được số lần sét đánh vào các công trình hoặc lên đường dây tải điện. Kết quả tính toán này cho một giá trị trung bình.
3. 2. 2. Số lần sét đánh vào đường dây:
a. Số lần sét đánh vào đường dây:
Coi mật độ sét là đều trên toàn bộ diện tích vùng có đường dây đi qua, có thể tính số lần sét đánh trực tiếp vào đường dây trong một năm là:
3 10 . . . . m n Lh N s ngs (3-1)
Trong đó: ms: mật độ sét vùng có đường dây đi qua nng. s: số ngày sét trong một năm.
h: chiều cao trung bình của các dây dẫn (m). L: chiều dài của đường dây (km).
Lấy L = 100km ta sẽ có số lần sét đánh vào 100km dọc chiều dài đường dây trong một năm.
h n h
n
N (0,10,15). ngs. .6.100.103 (0,060,09). ngs. (3-2)
Tuỳ theo vị trí sét đánh quá điện áp xuất hiện trên cách điện đường dây có trị số khác nhau. Người ta phân biệt số lần sét đánh trực tiếp vào đường dây có dây chống sét thành ba khả năng. b. Sét đánh vào đỉnh cột: 2 N Ndc (3-3)
c. Sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn:
Ndd N. (3-4)
Trong đó N: tổng số lần sét đánh vào đường dây.
: xác suất sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn, nó phụ thuộc
vào góc bảo vệ và được xác định theo công thức sau:
4 90 . lg hc (3-5)
Trong đó hc: chiều cao của cột (m). : góc bảo vệ (độ).
d. Sét đánh vào điểm giữa khoảng vượt:
2 N N N N Nkv dc dd (3-6) 3. 2. 3. Số lần phóng điện do sét đánh.
Khi bị sét đánh, quá điện áp tác dụng vào cách điện của đường dây (sứ và khoảng cách không khí giữa dây dẫn và dây chống sét) có thể gây ra phóng điện. Khả năng phóng điện được đặc trưng bởi xác suất phóng điện pd. Như thế ứng với số lần sét đánh Ni số lần phóng điện:
Npdi Ni.pd (3-7)
Xác suất phóng điện pd phụ thuộc trị số của quá điện áp và đặc tính cách điện (V-S) của đường dây.
dd
pd cd
pd P U U . (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
(3-8)
a. Số lần cắt điện do sét đánh vào đường dây.
Khi có phóng điện trên cách điện của đường dây, máy cắt có thể bị cắt ra nếu có xuất hiện hồ quang tần số công nghiệp tại nơi phóng điện. Xác suất hình thành hồ quang phụ thuộc vào điện áp làm việc trên cách điện pha của
đường dây và độ dài cách điện của đường dây. Có thể xác định theo bảng
sau. Bảng 3- 1: Bảng xác suất hình thành hồ quang f(Elv). cs lv lv L U E 10 20 30 50 0,1 0,25 0,45 0,6
Với Ulv: điện áp pha làm việc. Lcs : chiều dài chuỗi sứ.
Hình3- 1: Đồ thị f(Elv). Đối với đường dây dùng cột gỗ tính theo công thức
(1,5.Etb 4).102 (3-9) Etb: là cường độ trường trung bình trên tổng chiều dài cách điện ( kV/m). Cuối cùng có thể tính số lần cắt của đường dây tương ứng với số lần sét đánh Ni:
ncdi Npdi. Ni.pd. (3-10)
Số lần cắt điện tổng cộng của đường dây:
ncd ncdi (3-11)
b. Số lần cắt điện do quá điện áp cảm ứng.
Số lần phóng điện do sét đánh gần đường dây cảm ứng gây phóng điện trên cách điện đường dây.
260 % 50 % 50 . . ). 4 , 23 6 , 15 ( s U pdcu e U h n N (3-12)
Trong đó ns: là số ngày sét trong một năm.
h : độ treo cao trung bình của dây dẫn. U50%: điện áp phóng điện 50% của chuỗi sứ.
Như vậy số lần đường dây bị cắt điện do quá điện áp cảm ứng
Đường dây 110kV trở lên do mức cách điện cao (U50% lớn) nên suất cắt do quá điện áp cảm ứng có trị số bé và trong cách tính toán có thể bỏ qua thành phần này.