BẢO VỆ CHỐNG SÉT TRUYỀN VAØO TRẠM PHÂN PHỐI ĐIỆN
7.5.3 Trường hợp chống sét van nằm trước thiết bị được bảo vệ (H.7.5b)
Phương pháp giải đồ thị về nguyên tắc cũng tương tự như trường hợp trên. Song ở đây, khi chống sét van làm việc có sự phản xạ nhiều lần tại các điểm A và B nên cách tiến hành có phức tạp hơn.
Khi C = 0, sóng áp phản xạ từ B, dương toàn phần (cùng dấu và bằng biên độ sóng tới) và về lại đến điểm A nơi đặt chống sét van sau một khoảng thời gian 2τ =2l v/ . Tại điển A khi chống sét van làm việc sóng áp phản xạ từ A về phía B ngược dấu (H.7.10). Tuy nhiên, do đặc tính Volt-Ampe của chống sét van bằng phẳng nên điện áp tác dụng lên nó hầu như không thay đổi bao nhiêu do ảnh hưởng của sự phản xạ nhiều lần này.
Điện áp trên cách điện có dạng dao động xung quanh trị số điện áp dư của chống sét van với chu kỳ T= τ =4 4l v/ . Điện áp cực đại trên cách điện có trị số bằng:
2
max
cđ p
Hình 7.10 Điện áp trên CSV và trên cách điện
Điện dung C cũng có tác dụng, tương tự như trường hợp trên, làm giảm độ dốc của sóng và mài nhẵn các đỉnh nhọn của chúng.
Trong tính toán điện áp tác dụng lên cách điện, để đơn giản có thể thay dạng sóng tác dụng lên chống sét van bằng sóng xiên góc có độ dốc đầu sóng a và điện áp cực đại bằng điện áp dư trên chống sét van khi dòng điện xung qua nó bằng trị số định mức. Như vậy thời gian đầu sóng tính toán bằng:
/
đs Udư a
τ = . Thay thế đoạn thanh góp chiều dài l bằng sơ đồ thay thế hình π
với điện cảm Ltg =Zl v Z/ = τ và điện dung mỗi nhánh:
1 2 2 2 tg C l Z v Z τ = ⋅ = ⋅
Nhánh điện dung song song với chống sét van có thể bỏ qua vì khi chống sét van làm việc điện dung này được nối tắt bởi điện trở làm việc rất bé của chống sét van. Điện dung của nhánh cuối được xếp chồng lên điện dung C
Hình 7.11 Thay thế đoạn thanh góp bằng sơ đồ hình Π
Như vậy ta có một mạch dao động L-C với tần số dao động riêng:
1 1 2 ( ) tg tđ tg tg L C C L C ω = = ⋅ + và chu kỳ dao động: 2 2 2 2 2 2 ( tg) ( ) ( ) tg c C T L C Z C T Z τ τ = π ⋅ + = π ⋅ τ + = π ⋅ τ + (7.18)
với Tc =ZC là hằng số thời gian của quá trình tích điện của điện dung C của thiết bị.
Bài toán về sóng xiên góc tác dụng lên mạch dao động được giải theo tích phân Duyhamen với kết quả có dạng:
Khi: 2 [1 (1 ) ] ds t T T p ds cđ dư ds T t U U e e τ − ≥ τ ⇒ = + − τ thực tế ít xảy ra (7.19) 2 / [ (1 )] t T p ds cd dư ds t < τ ⇒ U = U τ t T− −e− (7.20) Tóm lại từ việc khảo sát hai dạng sơ đồ cơ bản với vị trí tương đối giữa chống sét van và thiết bị được bảo vệ khác nhau theo chiều truyền sóng có thể rút ra các kết luận tổng quát sau:
- Về trị số: điện áp cực đại trên cách điện trong cả hai trường hợp đều tỉ lệ với độ dốc đầu sóng và khoảng cách l giữa chống sét van và thiết bị được bảo vệ.
- Về dạng sóng: khi chống sét van nằm sau thiết bị, điện áp tác dụng lên cách điện có dạng một xung ngắn khoảng 1-3µs xếp chồng lên điện áp dư của chống sét van. Còn khi chống sét van nằm trước thiết bị thì điện áp tác dụng lên cách điện của thiết bị có dạng một dao động tắt dần quanh điện áp dư của chống sét van.
- Tác dụng của điện dung C của thiết bị được bảo vệ làm giảm đôi chút trị số cực đại của điện áp trong trường hợp chống sét van nằm sau thiết bị, ngược lại làm tăng ít nhiều trị số điện áp cực đại trên cách điện trong trường hợp chống sét van nằm trước thiết bị, nhưng không vượt quá hai lần điện áp dư của chống sét van.
- Nếu trạm đấu với n đường dây, trong đó sóng truyền theo một đường dây vào trạm thì tổng trở sóng Z2 =Z n/( −1) song song với chống sét van, có tác dụng làm giảm điện áp tác dụng lên cách điện của thiết bị của trạm trong cả hai trường hợp. Đó là một nhân tố thuận lợi trong việc hạn chế quá điện áp cho trạm.
Chương 8