Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp chương 2

Chia sẻ: Phạm Ngọc Thịnh | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:36

0
142
lượt xem
50
download

Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp chương 2

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp chương 2', luận văn - báo cáo phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp chương 2

  1. ®å ¸n tèt nghiÖp Kü thuËt ®iÖn cao ¸p ch¬ng2: tÝnh to¸n chØ tiªu b¶o vÖ chèng sÐt ®êng d©y §êng d©y trong HT§ lµm nhiÖm vô truyÒn t¶i ®iÖn n¨ng ®Õn c¸c hé dïng ®iÖn. §êng d©y lµ phÇn tö ph¶i høng chÞu nhiÒu phãng ®iÖn sÐt nhÊt so víi c¸c phÇn tö kh¸c trong HT§. Khi ®êng d©y bÞ phãng ®iÖn sÐt nÕu biªn ®é dßng sÐt lín tíi møc lµm cho qu¸ ®iÖn ¸p xuÊt hiÖn lín h¬n ®iÖn ¸p phãng ®iÖn xung kÝch cña c¸ch ®iÖn sÏ dÉn ®Õn phãng ®iÖn vµ g©y ng¾n m¹ch ®êng d©y, buéc m¸y c¾t ®Çu ®êng d©y ph¶i t¸c ®éng. Nh vËy viÖc cung cÊp ®iÖn bÞ gi¸n ®o¹n. NÕu ®iÖn ¸p nhá h¬n trÞ sè phãng ®iÖn xung kÝch cña c¸ch ®iÖn ®êng d©y th× sãng sÐt sÏ truyÒn tõ ®êng d©y vµo tr¹m biÕn ¸p vµ sÏ dÉn tíi c¸c sù cè trÇm träng t¹i tr¹m biÕn ¸p. V× vËy b¶o vÖ chèng sÐt cho ®êng d©y ph¶i xuÊt ph¸t tõ chØ tiªu kinh tÕ kÕt hîp víi yªu cÇu kü thuËt vµ yªu cÇu cung cÊp ®iÖn cña ®êng d©y ®ã. 2.1- lý thuyÕt tÝnh to¸n. 2.1.1- Ph¹m vi b¶o vÖ cña mét d©y chèng sÐt. Ph¹m vi b¶o vÖ cña d©y chèng sÐt ®îc thÓ hiÖn nh ( h×nh 2-1 ) Trang 7
  2. ®å ¸n tèt nghiÖp Kü thuËt ®iÖn cao ¸p D© chèng sÐ y t 0,2h h hx 0,6h 1,2h hx H× 2-1: Ph¹ m vi b¶o vÖcña mét d© chèng sÐ nh y t . ChiÒu réng cña ph¹m vi b¶o vÖ ë møc cao h 2 còng ®îc tÝnh theo c«ng thøc sau: + Khi hx > 2/3h th× bx = 0,6h (1-hx/h ) (2 – 1) + Khi hx ≤ h th× bx = 1,2h (1- hx/0,8h (2 – 2) ChiÒu dµi cña ph¹m vi b¶o vÖ däc theo chiÒu dµi ®êng d©y nh h×nh (2– 2 ). Trang 8
  3. ®å ¸n tèt nghiÖp Kü thuËt ®iÖn cao ¸p α1 A α2 C B H× 2-2: Gãc b¶o vÖcña mét d© chèng sÐ nh y t. Cã thÓ tÝnh to¸n ®îc trÞ sè giíi h¹n cña gãc α lµ α = 310, nhng trong thùc tÕ thêng lÊy kho¶ng α = 20 0 ÷ 250. 2.1.2- X¸c suÊt phãng ®iÖn sÐt vµ sè lÇn c¾t ®iÖn do sÐt ®¸nh vµo ®êng d©y. Víi ®é treo cao trung b×nh cña d©y trªn cïng (d©y dÉn hoÆc d©y chèng sÐt ) lµ h, ®êng d©y sÏ thu hót vÒ phÝa m×nh c¸c phãng ®iÖn cña sÐt trªn d¶i ®Êt cã chiÒu réng lµ 6h vµ chiÒu dµi b»ng chiÒu dµi ®- êng d©y (l). Tõ sè lÇn phãng ®iÖn sÐt xuèng ®Êt trªn diÖn tÝch 1 km 2 øng víi mét ngµy sÐt lµ 0,1÷ 0,15 ta cã thÓ tÝnh ®îc tæng sè lÇn cã sÐt ®¸nh th¼ng vµo ®êng d©y (d©y dÉn hoÆc d©y chèng sÐt). N=(0,6÷ 0,9). h .10-3.l.nng.s (2 – 3) Trong ®ã: + h: ®é cao trung b×nh cña d©y dÉn hoÆc d©y chèng sÐt (m). + l: chiÒu dµi ®êng d©y (km ). + nng. s:sè ngµy sÐt /n¨m trong khu vùc cã ®êng d©y ®i qua. Trang 9
  4. ®å ¸n tèt nghiÖp Kü thuËt ®iÖn cao ¸p V× c¸c tham sè cña phãng ®iÖn sÐt : biªn ®é dßng ®iÖn (I s) vµ ®é dèc cña dßng ®iÖn (a = dis /dt), cã thÓ cã nhiÒu trÞ sè kh¸c nhau, do ®ã kh«ng ph¶i tÊt c¶ c¸c lÇn cã sÐt ®¸nh lªn ®êng d©y ®Òu dÉn ®Õn phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn. ChØ cã phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn cña ®- êng d©y nÕu qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn cã trÞ sè lín h¬n møc c¸ch ®iÖn xung kÝch cña ®êng d©y. Kh¶ n¨ng phãng ®iÖn ®îc biÓu thÞ bëi x¸c suÊt phãng ®iÖn ( Vp ® ). Sè lÇn x¶y ra phãng ®iÖn sÏ lµ: Np® = N. Vp® = ( 0,6÷ 0,9 ). h . 10-3. l . nng s. Vp® . (2–4) V× thêi gian t¸c dông lªn qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn rÊt ng¾n kho¶ng 100 µs mµ thêi gian cña c¸c b¶o vÖ r¬le thêng kh«ng bÐ qu¸ mét nöa chu kú tÇn sè c«ng nghiÖp tøc lµ kho¶ng 0,01s. Do ®ã kh«ng ph¶i cø cã phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn lµ ®êng d©y bÞ c¾t ra. §êng d©y chØ bÞ c¾t ra khi tia löa phãng ®iÖn xung kÝch trªn c¸ch ®iÖn trë thµnh hå quang duy tr× bëi ®iÖn ¸p lµm viÖc cña ®êng d©y ®ã. X¸c suÊt h×nh thµnh hå quang (η ) phô thuéc vµo Gradien cña ®iÖn ¸p lµm viÖc däc theo ®êng phãng ®iÖn : η = ƒ(Elv) ; Elv = Ulv/lp® (kV/m ). Trong ®ã: + η: x¸c suÊt h×nh thµnh hå quang. + Ulv: ®iÖn ¸p lµm viÖc cña ®êng d©y ( kV ). + lp®: chiÒu dµi phãng ®iÖn ( m). Do ®ã sè lÇn c¾t ®iÖn do sÐt cña ®êng d©y lµ: Nc® = Np®. η. = (0,6÷ 0,9). h. nng .s. vp®. η. (2 – 5) §Ó so s¸nh kh¶ n¨ng chÞu sÐt cña ®êng d©y cã c¸c tham sè kh¸c nhau, ®i qua c¸c vïng cã cêng ®é ho¹t ®éng cña sÐt kh¸c nhau ngêi ta tÝnh trÞ sè " suÊt c¾t ®êng d©y"   tøc lµ sè lÇn c¾t do sÐt khi ®êng d©y cã chiÒu dµi 100km. nc® = ( 0,06÷ 0,09). h. nng s. Vp® .η. (2 – 6) Trang 10
  5. ®å ¸n tèt nghiÖp Kü thuËt ®iÖn cao ¸p §êng d©y bÞ t¸c dông cña sÐt bëi ba nguyªn nh©n sau: + SÐt ®¸nh th¼ng vµo ®Ønh cét hoÆc d©y chèng sÐt l©n cËn ®Ønh cét. + SÐt ®¸nh vßng qua d©y chèng sÐt vµo d©y dÉn. + sÐt ®¸nh vµo kho¶ng d©y chèng sÐt ë gi÷a kho¶ng cét. Còng cã khi sÐt ®¸nh xuèng mÆt ®Êt gÇn ®êng d©y g©y qu¸ ®iÖn ¸p c¶m øng trªn ®êng d©y, nhng trêng hîp nµy kh«ng nguy hiÓm b»ng ba trêng hîp trªn. Khi ®êng d©y bÞ sÐt ®¸nh trùc tiÕp sÏ ph¶i chÞu ®ùng toµn bé n¨ng lîng cña phãng ®iÖn sÐt, do vËy sÏ tÝnh to¸n d©y chèng sÐt cho ®êng d©y víi ba trêng hîp trªn. Cuèi cïng ta cã sè lÇn c¾t do sÐt cña ®êng d©y. nc® = nc + nkv + ndd ( 2 – 7) Trong ®ã: + nc : sè lÇn c¾t do sÐt ®¸nh vµo ®Ønh cét. +nkv: sè lÇn c¾t do sÐt ®¸nh vµo kho¶ng vît. + ndd: sè lÇn c¾t do sÐt ®¸nh vµo d©y dÉn. 2.1.2.1 - C¸c sè liÖu chuÈn bÞ cho tÝnh to¸n. §êng d©y tÝnh to¸n l = 150km. (Ninh B×nh – Hµ §«ng) Xµ ®ì kiÓu c©y th«ng, l¾p trªn cét bª t«ng ®¬n. D©y chèng sÐt treo t¹i ®Ønh cét. D©y dÉn ®îc treo bëi chuçi sø Π- 4,5 gåm 7 b¸t sø, mçi b¸t sø cao170mm. D©y chèng sÐt dïng d©y thÐp C-70 cã d = 11mm ; r = 5,5mm. D©y dÉn dïng d©y AC-120mm cã d = 19mm; r = 9,5mm. Kho¶ng vît lµ 150m. 2.1.2.2 - X¸c ®Þnh ®é treo cao trung b×nh cña d©y chèng sÐt vµ d©y dÉn. §é treo cao trung b×nh cña d©y ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: hdd = h – 2/3f . (2 – 8) Trang 11
  6. ®å ¸n tèt nghiÖp Kü thuËt ®iÖn cao ¸p Trong ®ã: + h: ®é cao cña d©y t¹i ®Ønh cét hay t¹i kho¸ nÐo cña chuçi sø. + f: ®é vâng cña d©y chèng sÐt hay d©y dÉn. fdd = γ . l2/ 8. σ. (2 – 9) γ = p/s =492/120. 1000 = 0,0041. (p : khèi lîng 1km d©y AC- 120 ,p=492 Kg/Km ; s: tiÕt diÖn d©y AC-120 , s= 120 mm2.)       σ : hÖ sè c¬ cña ®êng d©y ë nhiÖt ®é trung b×nh , σ = 7,25. 1,5m 3m 3m A 1,2m 16,2m B C 1,75m 12m 9,0m H× 2-3: § é cao d© chèng sÐ vµ d© dÉn. nh y t y l: chiÒu dµi kho¶ng vît cña ®êng d©y = 150m. fdd = 0,0041.150 2/8. 7,25 = 1,5905 m ≈ 1,6 m ë ®©y ta lÊy fdd = 1,8 m. fcs = 1,5 m. §é treo cao trung b×nh cña d©y dÉn theo (2-9) lµ: hddcs = hcs – 2/3 fcs = 16,2 – 2/3.1,5 = 15,2m. hddtbA = hddA – 2/3 fdd = 12 – 2/3. 1,8 = 10,8 m. hddtbB = hddB – 2/3 fdd = 9 – 2/3. 1,8 = 7,8 m. Trang 12
  7. ®å ¸n tèt nghiÖp Kü thuËt ®iÖn cao ¸p 2.1.2.3- Tæng trë sãng cña d©y chèng sÐt vµ d©y dÉn. Zdd = 60.ln (2.hdd / r). ( 2 – 10 ) ZddA = 60. ln [ ( 2. 10,8) / (9,5. 10-3 ) ] = 463,75 Ω. ZddB = 60. ln [ ( 2. 7,8 ) / ( 9,5. 10-3 ) ] = 444,22 Ω. Víi d©y chèng sÐt ta ph¶i tÝnh tæng trë khi cã vÇng quang vµ khi kh«ng cã vÇng quang. + Khi kh«ng cã vÇng quang: Zdcs =60. ln [ ( 2. 15,2 ) / ( 5,5. 10-3 )] = 517 Ω + Khi cã vÇng quang, ta ph¶i chia Z dcs cho hÖ sè hiÖu chØnh vÇng quang. λ = 1,3 ( tra b¶ng 3-3 s¸ch híng dÉn thiÕt kÕ kü thuËt ®iÖn cao ¸p). Zdvqcs = Zdcs / λ = 517/1,3 = 397,69 Ω. 2.1.2.4 - HÖ sè ngÉu hîp gi÷a d©y dÉn chèng sÐt víi c¸c d©y pha. C«ng thøc (2 – 11) ®îc x¸c ®Þnh theo h×nh (2 – 4). 2 d12 h2 1 (A;B;C) D12 2' H× 2-4: PhÐ chiÕ g- ¬ng qua mÆ ® . nh p u t Êt Trang 13
  8. ®å ¸n tèt nghiÖp Kü thuËt ®iÖn cao ¸p D ln 12 d12 K= ( 2 − 11) 2h ln 2 r2 Trong ®ã: + h2: ®é cao trung b×nh cña d©y chèng sÐt. + D12: kho¶ng c¸ch gi÷a d©y pha vµ ¶nh cña d©y chèng sÐt. + d12: kho¶ng c¸ch gi÷a d©y chèng sÐt vµ d©y pha. + h1: ®é cao trung b×nh cña d©y dÉn pha. + λ: hÖ sè hiÖu chØnh vÇng quang (λ = 1,3) Theo kÕt qu¶ tÝnh tríc ta cã: hddA = 10,8m ; hddB = hddC = 7,8m ; hddcs = 15,2m. ¸p dông ®Þnh lý Pitago ta cã kho¶ng c¸ch tõ d©y chèng sÐt ®Õn c¸c d©y pha vµ tõ d©y pha ®Õn ¶nh cña d©y chèng sÐt nh h×nh ( 2 – 5). Víi pha A: d12 = ( ID ) 2 + ( IA ) 2 = 4,2 2 + 1,5 2 = 4,46 m Trang 14
  9. ®å ¸n tèt nghiÖp Kü thuËt ®iÖn cao ¸p D 4,2m A 16,2m 1,5m C K B 12m 1,75m 9m 16,2m K D' H× 2-5: X¸ c ® nh kho¶ng c¸ ch theo phÐ chiÕ g- ¬ng qua mÆ ® nh Þ p u t Êt. D12 = ( IA ) 2 + ( IE ) 2 = 1,5 2 + 24 2 = 24,046 m Víi pha B,C: d12 = ( ID ) 2 + ( IB ) 2 = 7,2 2 + 1,75 2 = 7,41m D12 = ( IB) 2 + ( IE) 2 = 1,75 2 + 18 2 = 18,08m HÖ sè ngÉu hîp gi÷a pha A vµ d©y chèng sÐt : ¸p dông c«ng thøc (2 – 11): 24,5 ln 4,46 K= = 0,19768 2.15,2 ln 5,5.10 −3 Khi cã vÇng quang: KA-csvq = KA-cs. λ = 1,3. 0,19768 = 0,257. Trang 15
  10. ®å ¸n tèt nghiÖp Kü thuËt ®iÖn cao ¸p HÖ sè ngÉu hîp pha B (hoÆc pha C )víi d©y chèng sÐt: 18,08 ln 7,41 K B− cs = K C− cs = = 0,1 2.15,2 ln 5,5.10 −3 Khi cã vÇng quang : vq vq K B−cs = K C−cs = 0,1.1,3 = 0,13 2.1.2.5- Gãc b¶o vÖ cña chèng sÐt. Tõ h×nh (2 – 2 ) ta cã: 1,5 tgα A = = 0,357 ⇒ α A = 19,65 0 4,2 1,75 tgα B = tgα C = = 0,243 ⇒ α B = α C = 13,66 0 7,2 2.1.2.6- Sè lÇn sÐt ®¸nh vµo ®êng d©y. ¸p dông c«ng thøc (2-4) víi l = 100km ; hddcs = 15,2 m ; nng.s= 70ngµy/ n¨m ; mËt ®é sÐt = 0,15. Ta cã: N = 0,15. 6 . 15,2. 70. 100. 10-3 = 96 lÇn/ 100km. n¨m. Tõ c¬ së lý thuyÕt vµ c¸c kÕt qu¶ trªn ta tiÕn hµnh tÝnh to¸n suÊt c¾t cho ®êng d©y víi ba kh¶ n¨ng ®· nªu ®èi víi ®êng 110kV. 2.2 - tÝnh suÊt c¾t cña ®êng d©y 110kv do sÐt ®¸nh vßng qua d©y chèng sÐt vµo d©y dÉn. §êng d©y cã U ≥ 110kV ®îc b¶o vÖ b»ng d©y chèng sÐt, tuy vËy vÉn cã nh÷ng trêng hîp sÐt ®¸nh vßng qua d©y chèng sÐt vµo d©y dÉn. Tuy x¸c suÊt nµy nhá nhng vÉn ®îc x¸c ®Þnh bëi c«ng thøc sau: α h cs lg V α = −4 (2-15) 90 Trong ®ã: α: gãc b¶o vÖ cña d©y chèng sÐt ( ®é). hcs : chiÒu cao cét ®ì d©y chèng sÐt ( m). Trang 16
  11. ®å ¸n tèt nghiÖp Kü thuËt ®iÖn cao ¸p Khi d©y dÉn bÞ sÐt ®¸nh, dßng trªn d©y dÉn lµ IS/4, v× m¹ch cña khe sÐt sÏ ®îc nèi víi tæng trë sãng cña d©y dÉn cã trÞ sè nh h×nh (2 – 6 ) Is Z0 Is / 2 Is / 4 I s/4 Zdd /2 Zdd / 2 H× (2 – 6): Dßng ® n sÐ khi sÐ ® nh vµo d© dÉn. nh iÖ t t ¸ y Cã thÓ coi d©y dÉn hai phÝa ghÐp song song vµ Z dd = (400÷ 500) Ω nªn dßng ®iÖn sÐt gi¶m ®i nhiÒu so víi khi sÐt ®¸nh vµo n¬i cã nèi ®Êt tèt. Ta cã dßng ®iÖn sÐt ë n¬i ®¸nh lµ: Z0 I I = Is ≈ s ( 2 − 13) Z 2 Z 0 + dd 2 Z0: Tæng trë sãng cña khe sÐt. §iÖn ¸p lóc ®ã trªn d©y dÉn lµ: I s .Z dd U dd = (2-14) 4 Khi Udd ≥ U50%s cña chuçi sø th× cã phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn g©y sù cè ng¾n m¹ch 1 pha N(1 ) tõ ( 2 – 14) ta cã thÓ viÕt: I s.Z dd ≥ Us % 50 4 Trang 17
  12. ®å ¸n tèt nghiÖp Kü thuËt ®iÖn cao ¸p Hay ®é lín cña dßng ®iÖn sÐt cã thÓ g©y nªn phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn lµ: 4U s % 50 Is ≥ Z dd Ta cã x¸c suÊt phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn lµ: −I s − 4.U s % 50 26,1 26,1.Z dd V pd = e =e (2 − 15) Sè lÇn sÐt ®¸nh vßng qua d©y chèng sÐt vµo d©y dÉn: Nα = N. Vα (2 – 16) Trong ®ã: N: tæng sè lÇn phãng ®iÖn sÐt cña 100 km ®êng d©y ®· ®îc x¸c ®Þnh t¹i môc 2.1.4 lµ: 96 lÇn / 100km. n¨m. Vα: X¸c suÊt sÐt ®¸nh vßng qua d©y chèng sÐt vµo d©y dÉn ®îc x¸c ®Þnh theo ( 2 – 12) X¸c suÊt h×nh thµnh hå quang η phô thuéc vµo gradien cña ®iÖn ¸p lµm viÖc däc theo ®êng phãng ®iÖn ( Elv): U lv E lv = ( kV / m) (2 − 17) l pd + lp®: ChiÒu dµi ®êng phãng ®iÖn lÊy b»ng chiÒu dµi chuçi sø ( m ). + Ulv: §iÖn ¸p pha cña ®êng d©y. 110 E lv = = 52,9 ( kV / m) 3.1,2 Dùa vµo b¶ng (21 – 1) s¸ch “gi¸o tr×nh kü thuËt ®iÖn cao ¸p” vÏ ®å thÞ vµ b»ng ph¬ng ph¸p néi suy ta cã: η = 0,63 B¶ng 2 – 1: X¸c ®Þnh h×nh thµnh hå quang: U lv E lv = ( kV / m) l pd 50 30 20 10 Trang 18
  13. ®å ¸n tèt nghiÖp Kü thuËt ®iÖn cao ¸p η (®¬n vÞ t¬ng ®èi) 0,6 0,45 0,25 0,1 Ta cã suÊt c¾t do sÐt ®¸nh vßng qua d©y chèng sÐt vµo d©y dÉn: ndd = Nvα. vp®η (2 – 18) Elv (kV/m) 60 50 40 30 20 10 0 η 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 H× (2 – 7): néi suy ® x¸ c ® nh η nh Ó Þ Tõ ( 2 – 18) ta thÊy vα vµ vp® ®Òu phô thuéc tû lÖ chiÒu cao cét h hay ®é cao d©y dÉn vµ gãc b¶o vÖ α, ®é cao d©y dÉn t¨ng hoÆc α t¨ng ®Òu lµm cho ndd t¨ng, vËy ta chän pha A lµ pha cã gãc b¶o vÖ α lín nhÊt vµ hddA lín h¬n so víi pha B vµ pha C ®Ó tÝnh suÊt c¾t cho ®êng d©y. Pha A cã αA = 19,65 0; hddA = 10,8m. ZddA = 463,75 Ω ; hcs= 16,2m. Thay c¸c sè liÖu trªn vµo c«ng thøc ( 2 – 12 ) ta cã: 19,65. 16,2 lg V α = − 4 = −3,12 ⇒ V α = 0,756.10 −3 90 X¸c suÊt phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn pha A theo c«ng thøc ( 2 – 15 ) Trang 19
  14. ®å ¸n tèt nghiÖp Kü thuËt ®iÖn cao ¸p s −I s − 4.U 50% − 4.660 V pd = e 26,1 = e 26,1.Z dd = e 26,1.463,75 = 0,804 U50%c = 660kV ®èi víi ®êng d©y 110kV [ tra b¶ng ( 9 – 5) Kü thuËt ®iÖn cao ¸p ]. Thay sè vµo (2 – 18 ) ta cã: ndd = 96. 0,756.10-3. 0,804. 0,63. = 0,03676 lÇn / 100km. n¨m. 2.3- TÝnh suÊt c¾t cña ®êng d©y 110kV do sÐt ®¸nh vµo kho¶ng v- ît. Theo s¸ch “híng dÉn thiÕt kÕ Kü thuËt ®iÖn cao ¸p” th× sè lÇn sÐt ®¸nh vµo kho¶ng vît lµ: Nkv= N / 2 (2– 19) Trong ®ã: N lµ sè lÇn sÐt ®¸nh vµo ®êng d©y ®· ®îc tÝnh ë trªn môc (2.1.4) N = 96 lÇn / 100km. n¨m. VËy Nkv = 96 / 2 = 48 lÇn / 100km. n¨m. Trong 48 lÇn sÐt ®¸nh vµo kho¶ng vît th× x¸c suÊt h×nh thµnh hå quang khi phãng ®iÖn ®· ®îc x¸c ®Þnh t¹i môc [ 2.2 ] b»ng ph¬ng ph¸p néi suy trªn h×nh (2-7) ®îc η = 0,63. SuÊt c¾t cña ®êng d©y 110kV do sÐt ®¸nh vµo kho¶ng vît nh sau: nkv = Nkv. Vp®. η (2 – 20) §Ó tÝnh Vp® ta ph¶i x¸c ®Þnh x¸c suÊt phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn cña ®êng d©y. 2.3.1- Ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh Vp®. Ta coi dßng ®iÖn sÐt cã d¹ng xiªn gãcvíi biªn ®é Is = a. t. Qu¸ ®iÖn ¸p sÐt xuÊt hiÖn trªn c¸ch ®iÖn cña ®êng d©y gåm hai thµnh phÇn: U cd (t ) = U ′cd ( I , a) + U lv Trong ®ã: Trang 20
  15. ®å ¸n tèt nghiÖp Kü thuËt ®iÖn cao ¸p + U ′cd ( I , a) : lµ thµnh phÇn qu¸ ®iÖn ¸p do dßng sÐt g©y ra phô thuéc vµo biªn ®é (I) vµ ®é dèc sÐt (a). + Ulv : ®iÖn ¸p lµm viÖc cña ®êng d©y X¸c suÊt c¸c dßng ®iÖn sÐt cã biªn ®é I ≥ Is vµ ®é dèc a ≥ as lµ: Is a −( + s ) V I ,a = e 26,1 10,9 (2 – 22) T¹i thêi ®iÓm ti nµo ®ã ®iÖn ¸p trªn c¸ch ®iÖn lín h¬n hoÆc b»ng ®iÖn ¸p chÞu ®ùng cho phÐp cña c¸ch ®iÖn, lÊy theo ®Æc tÝnh v«n – gi©y (V- S) cña chuçi sø, th× phãng ®iÖn sÏ x¶y ra: U cd (t i ) = U ′ .(I i ; ai ) + U lv = U pd (t i ) cd   ( 2 – 23)  I i = ai .t i  Up®(ti) ®iÖn ¸p phãng ®iÖn lÊy theo ®Æc tÝnh v«n gi©y ( V – S ) t¹i ti . Do coi dßng ®iÖn cã d¹ng I = a. t th× thµnh phÇn U c®' (I,a) tû lÖ víi ®é dèc a. cã thÓ ®Æt: U c®' (I,a) = Z.a (2 – 24) VËy: Up® (ti) = Z.ai + Ulv (2 – 25) Hay ta cã ®é dèc ®Çu sãng nguy hiÓm ai t¹i thêi ®iÓm ti: U pd ( t i ) − U lv ai = (2 – 26) Z Z lµ h»ng sè ®èi víi I vµ a nªn cã thÓ tÝnh ®îc: U pd (t i ) − U lv Z= (2 – 27) a Tõ ( 2 – 26 ) vµ ( 2 – 27 ) ta cã: U pd (t i ) − U lv ai = ( 2 – 28 ) U ′cd (t i ) a MÆt kh¸c ta cã : I i = ai .t i Trang 21
  16. ®å ¸n tèt nghiÖp Kü thuËt ®iÖn cao ¸p Dùa vµo c¸c cÆp (Ii,ai ) vÏ ®êng cong nguy hiÓm h×nh (2 – 8) a MiÒ nguy n hiÓm I H× (2 – 8): § - êng cong nguy hiÓ nh m X¸c suÊt phãng ®iÖn ®îc tÝnh theo x¸c suÊt xuÊt hiÖn ë miÒn bªn ph¶i phÝa trªn ®êng cong nguy hiÓm ë h×nh (2 – 8) Tõ ®êng cong nguy hiÓm ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc: 1 −I i −ai V pd = ∫ V i .dVa , víi: 0 V i = e 26,1 ; Va = e10,9 B»ng ph¬ng ph¸p gÇn ®óng vµ tuyÕn tÝnh ho¸ ®êng cong nguy hiÓm chia ®êng cong thµnh: n = ( 10 ÷ 15 ) kho¶ng, ta cã: n V pd = ∑ V I i .∆V ai ( 2 – 29 ) i =1 Sau khi x¸c ®Þnh ®îc Vp® , thay sè vµo ( 2 – 20 ) ta cã suÊt c¾t do sÐt ®¸nh vµo kho¶ng vît cña ®êng d©y 110kV. 2.3.2- Tr×nh tù tÝnh to¸n. §Ó ®¬n gi¶n ho¸ trong tÝnh to¸n, coi nh sÐt ®¸nh vµo kho¶ng gi÷a cña d©y chèng sÐt trong kho¶ng vît, khi ®ã dßng ®iÖn sÐt ®îc chia ®Òu cho hai phÝa cña d©y chèng sÐt nh h×nh (2 – 9 ). Trang 22
  17. ®å ¸n tèt nghiÖp Kü thuËt ®iÖn cao ¸p a.t/2 RC a.t/2 RC RC H× (2 – 9) : SÐ ® nh vµo d© chèng sÐ gi÷a kho¶ng v- î t. nh t ¸ y t Nh gi¶ thiÕt dßng ®iÖn sÐt cã d¹ng xiªn gãc:  a.t nÕu < τ ds t Is =  a.τ ds nÕu ≥ τ ds t Ta sÏ tÝnh to¸n Is øng víi c¸c gi¸ trÞ trong b¶ng (2 – 1) sau ®©y: a(kA / µs) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 t (µs) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 §iÖn ¸p trªn d©y chèng sÐt t¹i ®Ønh cét cã trÞ sè Ucs lµ:  a.t  d  a.t  2  a.t a a ( 2 – 30 ) U cs = Rc + L c. = R c + L c = ( R c .t + L c ) 2 dt 2 2 2 Trong ®ã: + Rc: ®iÖn trë nèi ®Êt cét + Lc: ®iÖn trë th©n cét tÝnh theo chiÒu cao vÞ trÝ d©y chèng sÐt. Lc = hcs. L0 L0: ®iÖn c¶m ®¬n vÞ dµi cña cét ( L0 = 0,6 µH/m ) Víi hcs = 16,2m ta cã Lc=16,2.0,6 = 9,72 µH §iÖn ¸p trªn d©y dÉn lµ Udd cã kÓ ®Õn ¶nh hëng cña vÇng quang: Udd = - Kvq.Ucs + Ulv Trong ®ã: + Ulv lµ ®iÖn ¸p trung b×nh cña pha. Trang 23
  18. ®å ¸n tèt nghiÖp Kü thuËt ®iÖn cao ¸p 1 π 2 .U. sin ω.t.dt 2 2 U lv = ∫ = .U. π0 3 π 3 2 2 U lv = .110. = 57,17 kV 3,14 3 Kvq: hÖ sè ngÉu hîp cña d©y dÉn pha víi d©y chèng sÐt cã kÓ ®Õn ¶nh hëng cña vÇng quang. §iÖn ¸p ®Æt trªn chuçi c¸ch ®iÖn lµ tæng ®¹i sè cña Udd vµ Ucs: Uc® = Ucs + Udd = Ucs- Kvq. Ucs + Ulv (2– 31 ) Uc® = Ucs. (1- Kvq ) + Ulv a ( ) U cd = .( R c .t + L c ) . 1 − K vq + U lv 2 ( 2 – 32 ) Tõ biÓu thøc ( 2 – 32 ) ta thÊy khi K vq nhá th× Uc® lín do vËy theo tµi liÖu “híng dÉn thiÕt kÕ tèt nghiÖp cao ¸p” th× khi tÝnh to¸n ph¶i tÝnh víi pha cã hÖ sè ngÉu hîp nhá nhÊt ë môc ( 2.1.3.3 ) ta cã: vq vq vq K A −cs = 0,257; K B−cs = K C−cs = 0,13 Ta tÝnh Uc® víi Kvq = 0,13; Rc = 20 Ω. Uc® = a/2. (20. t + 9,72 ). (1- 0,257) + 57,17 (kV) Cho c¸c gi¸ trÞ a kh¸c nhau ta tÝnh ®îc ®iÖn ¸p ®Æt lªn chuçi c¸ch ®iÖn cña ®êng d©y nh trªn b¶ng ( 2 – 2 ) B¶ng ( 2 – 2 ): Gi¸ trÞ Uc® khi sÐt ®¸nh vµo kho¶ng vît, khi ®é dèc a thay ®æi vµ ë c¸c thêi ®iÓm kh¸c nhau víi Rc = 20 Ω Trang 24
  19. ®å ¸n tèt nghiÖp Kü thuËt ®iÖn cao ¸p a t 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 168 242 316 390 465 539 613 688 762 836 20 278 427 575 724 872 1021 1170 1318 1467 1615 30 388 611 834 1057 1280 1503 1726 1949 2172 2394 40 499 796 1093 1390 1688 1985 2282 2579 2876 3174 50 609 981 1352 1724 2095 2467 2838 3210 3581 3953 60 720 1165 1611 2057 2503 2949 3394 3840 4286 4732 70 830 1350 1870 2390 2910 3431 3951 4471 4991 5511 80 940 1535 2129 2724 3318 3912 4507 5101 5696 6290 90 1051 1720 2388 3057 3726 4394 5063 5732 6400 7069 100 1161 1904 2647 3390 4133 4876 5619 6362 7105 7848 Tõ c¸c gi¸ trÞ trªn ta vÏ ®êng Uc® = f(t) vµ a, trªn h×nh vÏ cßn thÓ hiÖn ®êng ®Æc tÝnh (V- S) cña chuçi c¸ch ®iÖn §êng ®Æc tÝnh v«n – gi©y (V – S) cña chuçi c¸ch ®iÖn sÏ c¾t c¸c hµm Uc® = f(a; t; Rc) t¹i c¸c vÞ trÝ mµ tõ ®ã ta cã thêi gian x¶y ra phãng ®iÖn trªn chuçi sø nh h×nh (2 – 11). §Æc tuyÕn v«n – gi©y (V-S) cña chuçi sø ®îc tra trong b¶ng 25 s¸ch híng dÉn thiÕt kÕ tèt nghiÖp kü thuËt ®iÖn cao ¸p B¶ng ( 2 – 3 ): §Æc tÝnh v«n – gi©y (V-S) cña chuçi c¸ch ®iÖn t(µs) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Up® (kV) 1020 960 900 855 830 810 805 800 797 795 Tõ c¸c gi¸ trÞ trªn ta vÏ ®îc ®êng f(t) vµ a, trªn h×nh vÏ nµy cßn thÓ 100 hiÖn ®êng ®Æc tÝnh v«n – gi©y (V-S) cña chuçi c¸ch ®iÖn. Ta cã ®å thÞ h×nh (2 – 11) 80 Tõ ®å thÞ h×nh (2 – 10 ) ta cã: ti = 0,53; 0,61; 0,73; 0,88; 1,13; 1,42; 1,95; 2,9; 4,88; 11,9 60 T¹i thêi ®iÓm phãng ®iÖn ti t¬ng øng c¸c ®é dèc ®Çu sãng ai ta cã trÞ sè sÐt nguy hiÓm: I i = ai. ti , tõ cÆp sè cña (I ; a) ta vÏ ®îc ®êng 40 cong th«ng sè nguy hiÓm h×nh (2 – 10). 20 MiÒn nguy hiÓm MiÒn nguy hiÓm Trang 25 0
  20. ®å ¸n tèt nghiÖp Kü thuËt ®iÖn cao ¸p I (kA) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 a (kA/µs) H×nh(2 –10): §êng cong th«ng sè nguy hiÓm khi sÐt ®¸nh vµo kho¶ng vît. Trong h×nh 2-11 díi ®©y ta lu ý c¸c ®iÓm sau : - X¸c suÊt phãng ®iÖn Vp® lµ x¸c suÊt mµ t¹i ®ã cã c¸c cÆp th«ng sè (Ii;ai) thuéc miÒn nguy hiÓm V pd = P{ (a; I ) ∈ N} - C¸c cÆp sè (Ii ; ai) n»m trong miÒn giíi h¹n nguy hiÓm th× sÏ x¶y ra phãng ®iÖn. Do ®ã x¸c suÊt phãng ®iÖn trªn c¸ch ®iÖn chÝnh lµ x¸c suÊt ®Ó cho cÆp sè (Ii ; ai) thuéc miÒn nguy hiÓm. dVp® = P (a ≥ ai) P (I ≥ Ii ). (2– 33 ) Trong ®ã: + P(I ≥ Ii ): lµ x¸c suÊt ®Ó cho dßng ®iÖn I lín h¬n gi¸ trÞ dßng ®iÖn Ii nµo ®ã. + P(a ≥ ai): lµ x¸c suÊt ®Ó cho ®é dèc a lín h¬n gi¸ trÞ a i nµo ®ã ®Ó g©y ra phãng ®iÖn Trang 26

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản