bảo vệ chống sét cho đờng dây tảI điện 220k
3.1. Yờu cầu chung về bảo vệ chống sột cho đường dõy.
Trong hệ thống, đường dõy tải điện là phần tử dài nhất, cỏc đường dõy tải điện thường đi qua nhiều vựng khớ hậu, nờn thường chịu ảnh hưởng lớn của hiện tượng giụng sột, chịu tỏc động trực tiếp của quỏ điện ỏp khớ quyển.
- Quỏ điện ỏp khớ quyển khụng những chỉ gõy nờn phúng điện trờn cỏch điện đường dõy mà cũn truyền súng vào trạm gõy sự cố phỏ hoại cỏch điện trong trạm, do đú khi giải quyết vấn đề chống sột cho đường dõy tải điện phải cú quan điểm tổng hợp, nghĩa là phải kết hợp chặt chẽ với việc chống sột ở trạm biến ỏp, đặc biệt là đoạn đường dõy gần trạm (đoạn tới trạm) phải được bảo vệ cẩn thận vỡ khi cú sột đỏnh ở khu vực này sẽ đưa vào trạm cỏc quỏ điện ỏp với tham số lớn rất nguy hiểm cho cỏch điện trong trạm.
- Quỏ điện ỏp khớ quyển cú thể là do sột đỏnh vào đường dõy hoặc do sột đỏnh xuống đất gần đường dõy và gõy nờn quỏ ỏp cảm ứng lờn đường dõy. Cú thể thấy rằng trường hợp đầu nguy hiểm nhất vỡ đường dõy phải chịu toàn bộ năng lượng của phúng điện sột, do đú nú được chọn để tớnh toỏn chống sột cho đường dõy.
- Trị số quỏ điện ỏp khớ quyển rất lớn nờn khụng thể chọn mức cỏch điện của đường dõy đỏp ứng hoàn toàn yờu cầu của quỏ điện ỏp khớ quyển, mà chỉ chọn theo mức độ hợp lý về kinh tế và kỹ thuật. Do đú yờu cầu đối với bảo vệ chống sột cho đường dõy khụng phải là loại trừ
hoàn toàn khả năng sự cố do sột, mà chỉ cần làm giảm số lần sự cố tới giới hạn hợp lý. Trong phạm vi chương này, chỳng ta tập trung vào tớnh toỏn số lần cắt điện do sột, trờn cơ sở đú xỏc định phương hướng và biện phỏp để giảm số lần cắt điện của đường dõy tải điện theo yờu cầu thiết kế.
- Với độ treo cao trung bỡnh của dõy trờn cựng (dõy dẫn hoặc dõy chống sột) là h, đường dõy sẽ thu hỳt về phớa mỡnh cỏc phúng điện của sột trờn dải đất cú chiều dài là 6h và chiều dài đường dõy là L
+ Số lần sột đỏnh vào đường dõy trong 1 năm là: N = (0,6 ữ 0,9)h.10-3L.nng sột
Với: h: tớnh theo m, cũn L tớnh theo km
nng sột : số ngày sột hàng năm trong khu vực cú đường dõy đi qua
+ Tham số của phúng điện sột: Biờn độ giụng điện Is , độ dốc của dũng điện sột a =
t is d d
, cú thể cú nhiều trị số khỏc nhau do đú khụng phải tất cả cỏc lần cú sột đỏnh lờn đường dõy đều gõy ra phúng điện trờn cỏch điện đường dõy. Đường dõy chỉ bị phúng điện do sột khi quỏ điện ỏp khớ quyển cú trị số lớn hơn mức cỏch điện xung kớch của đường dõy. Khả năng này được biểu thị bằng xỏc suất phúng điện vpđ và số lần xảy ra phúng điện trờn cỏch điện đường dõy là:
Npđ = N . vpđ = (0,6 ữ 0,9)h . nng sột L.vpđ.10-3
+ Đường dõy chỉ bị cắt điện khi hồ quang xuất hiện và duy trỡ trờn cỏch điện đường dõy bởi điện ỏp làm việc của lưới điện, xỏc suất chuyển từ lưới điện xung kớch thành hồ quang phụ thuộc vào nhiều yếu tố - được gọi chung là xỏc suất hỡnh thành hồ quang η phụ thuộc chủ yếu vào điện ỏp làm việc dọc theo đường phúng điện:
η = f(Elv) mà Elv = cs lv I U Với:
Ulv: Điện ỏp pha của lưới điện Ics: Chiều dài chuỗi sứ
Vậy số lần cắt lưới điện do sột hàng năm của đường dõy là: N = (0,6 ữ 0,9)h.L. nng sột .vpđ.η.10-3 (3.3)
Để so sỏnh khả năng chịu sột của đường dõy đi qua những vựng cú cường độ hoạt động của sột khỏc nhau thường tớnh trị số: ″suất cắt đường dõy" Tức là số lần cắt điện khi đường dõy cú chiều dài là 100km.
ncd = (0,06 ữ 0,09).h.nns.vpd.η (3.4)
Từ cụng thức (3.4) thấy rằng cú thể giảm số lần cắt điện do sột tức là hoặc giảm trị số vpd hoặc giảm η.
Việc làm giảm vpd thường thực hiện bằng cỏch treo dõy chống sột và tăng cường độ cỏch điện.
+ Dõy chống sột thường được dựng để bảo vệ cho cỏc đường dõy điện ỏp cao, vỡ độ treo cao trung bỡnh của dõy dẫn thường lớn hơn 2/3 độ treo cao của dõy thu sột nờn: (tỉ lệ hx/h bằng khoảng 0,8) khụng cần đề cập đến phạm vi bảo vệ mà biểu thị bằng gúc bảo vệ α ở hỡnh vẽ dưới đõy:
α
Cú thể tớnh được trị số giới hạn của gúc bảo vệ là 310o ( tgα = 0,6) Trờn thực tế thường chọn gúc α = (200 ữ 250)
+ Dõy chống sột cú nhiệm vụ bảo vệ chống sột đỏnh thẳng cho dõy dẫn (dõy pha) nhưng chưa phải là an toàn tuyệt đối mà vẫn cú khả năng sột đỏnh vũng qua dõy chống sột vào dõy dẫn. Kinh nghiệm vận hành cho thấy xỏc suất sột đỏnh vũng qua dõy chống sột vào dõy dẫn ( vα) khụng những phụ thuộc vào gúc bảo vệ α mà cũn tăng theo độ cao cột điện được biểu thị bởi cụng thức: 4 90 . − = c g h v l α α α: là gúc bảo vệ (độ) hc: chiều cao cột điện (m)
- Dự khụng xột đến khả năng sột đỏnh vũng qua dõy chống sột vào dõy dẫn thỡ việc bảo vệ bằng dõy chống sột cũng khụng thể đảm bảo mức chịu sột tuyệt đối. Khi sột đỏnh vào dõy dẫn, sột sẽ gõy nờn điện ỏp tỏc dụng lờn cỏch điện của đường dõy mà phần chiếu của nú là điện ỏp trờn bộ phận nối đất của cột điện, nếu điện ỏp tỏc dụng lờn cỏch điện vượt quỏ mức cỏch điện xung kớch sẽ gõy nờn phúng điện ngược đến dõy dẫn. Như vậy dõy chống sột cú phỏt huy được tỏc dụng nhiều hay ớt cũn tuỳ thuộc vào tỡnh hỡnh nối đất của cột điện, ở cỏc vựng đất xấu (ρ ≥ 105 Ωcm) dõy chống sột sẽ khụng cũn phỏt huy tỏc dụng, do đú nờn khụng thể dựng dõy chống sột ngay cả đối với những đường dõy điện ỏp cao.
- Cũng với những lý do trờn ở cỏc đường dõy điện ỏp thấp (35kV trở xuống) cũng khụng dựng dõy chống sột vỡ cỏc đường dõy này cú mức cỏch điện khụng cao nờn khi sột đỏnh vào dõy chống sột thường dẫn đến phúng điện ngược tới dõy dẫn, đối với cỏc đường dõy này thường sử dụng phương phỏp bảo vệ khỏc như: đặt chống sột ống, sử dụng cuộn dập hồ quang.